I sistemi di riferimento per definire le posizioni degli oggetti sulla sfera celeste sono sistemi di coordinate sferiche ortogonali e polari. Essi si basano sulla definizione di una direzione fondamentale (asse polare) e di un piano fondamentale che ritaglia sulla sfera un cerchio massimo (cerchio fondamentale). Tutti i semicerchi che congiungono i due poli si chiamano semicerchi polari o ausiliari. Di questi se ne sceglie uno che fa da origine: il semicerchio origine, che si interseca nel punto O detto origine.
L’ascissa di un astro A è un arco di cerchio fondamentale compreso tra l’origine (O) e il piede (P) del semicerchio ausiliario che passa per A. L’ordinata è la distanza sferica tra il punto A e il cerchio fondamentale.
I sistemi azimutale e orario si chiamano sistemi locali perché le loro coordinate variano a seconda dell’osservatore. Possiamo considerarle immobili o solidali con l’osservatore. Nel caso del sistema altazimutale, sia l’azimut che l’altezza di un astro sono diversi per ogni osservatore. Nel caso del sistema orario, solo l’angolo orario dipende dalla posizione dell’osservatore. I sistemi equatoriale ed eclittico invece si chiamano sistemi uranografici perché sia il piano fondamentale che il semicerchio origine sono solidali con la sfera celeste, l’orario del punto gamma “ruota” assieme alla sfera celeste nel suo moto apparente diurno. Le coordinate simultanee di uno stesso astro, trascurando gli effetti di parallasse, sono le stesse per diversi luoghi di osservazione terrestri.
sistema | ||||
asse fondamentale | ||||
piano fondamentale | ||||
poli | ||||
semicerchio origine | orario del punto gamma | |||
origine dell’ascissa sferica | ||||
ascissa | ||||
ordinata |
Il sistema orario e il sistema equatoriale condividono lo stesso asse polare (l’asse celeste) e lo stesso piano fondamentale (l’equatore) ma hanno un diverso semicerchio origine: il primo ha il meridiano superiore, solidale all’osservatore, il secondo ha l’orario del punto gamma, solidale alla sfera celeste. Essi condividono la stessa ordinata sferica, cioè la declinazione.