Hvězdný čas

Hvězdný čas, také siderický čas, se užívá v astronomii k popisu zdánlivého pohybu hvězd po obloze, který je způsoben otáčením Země kolem své osy. V astronomii je definován jako hodinový úhel jarního bodu.^[1] Hvězdný čas běží nepatrně rychleji než sluneční čas, který popisuje rotaci Země vůči Slunci a je základem běžně používaného času. Rozdíl je dán pohybem Země po oběžné dráze kolem Slunce, díky němuž Slunce urazí denně vůči hvězdnému pozadí přibližně jeden úhlový stupeň.

Jeden den hvězdného času – hvězdný den (siderický) – se dělí na 24 hodin hvězdného času, které ale trvají jen 23 hodin, 56 minut a 4,09 sekundy slunečního času.

Rozdíl hvězdného a slunečního času

Rozdíl mezi hvězdným a slunečním časem je způsoben tím, že zatímco Země vykoná jednu otáčku vůči hvězdám, posune se zároveň po své zakřivené dráze kolem Slunce asi o 2,5 milionu kilometrů, takže Slunce v tu chvíli není na stejném místě na obloze jako na počátku hvězdného dne. Za jeden rok vykoná Země o jednu otáčku více vůči vzdáleným hvězdám než vůči Slunci, které oběhla. Tato otáčka odpovídá délce jednoho dne, rozdíl přepočítaný na jeden den dává necelé 4 minuty (24 × 60 minut : 365). Hvězdný a sluneční čas mají stejnou hodnotu jednou za rok – o podzimní rovnodennosti.

Světový čas je v podstatě časem slunečním, protože je na rozdíl od hvězdného času odvozen od pohybu Slunce. Ovšem sluneční čas není totéž co občanský čas. V astronomii sluneční čas stejně jako hvězdný čas popisují pohyb nebeských těles a nejsou ani fyzikálním časem ve smyslu součásti časoprostoru.

Užití k orientaci na obloze

Místní hvězdný čas (LST) dává přepočet mezi rektascenzí (RA) zvoleného objektu, kterou lze najít v astronomickém atlase, a jeho hodinovým úhlem (t), dle kterého lze objekt najít na obloze, případně na něj zaměřit dalekohled na paralaktické montáži.

${\displaystyle t=LST-RA}$

Hodinový úhel ${\displaystyle t=0}$ odpovídá místnímu poledníku (meridiánu). Tam najdeme hvězdy, jejichž rektascenze se v daném okamžiku rovná hvězdnému času. Ze vzorce je také vidět, že hvězdný čas odpovídá hodinovému úhlu jarního bodu, který má nulovou rektascenzi. Nachází-li se jarní bod na meridiánu, je právě 0:00:00 místního hvězdného času.

Algoritmus pro výpočet

Dříve byl hvězdný čas určován měřením, dnes se častěji používá jeho číselná aproximace, která vychází z dříve naměřených hodnot.^[2] Jako první je třeba aktuální datum (T) vyjádřit v juliánských stoletích od standardní epochy (J2000.0) dle vzorce

${\displaystyle T=(JD_{0}-2451545{,}0)/36525\,,}$

kde ${\displaystyle JD_{0}}$ je juliánské datum pro nejbližší předcházející půlnoc světového času (UT). Následně se k téže půlnoci UT spočte hvězdný čas v Greenwichi (${\displaystyle S_{0}}$) dle aproximace třetího řádu:

${\displaystyle S_{0}=6{,}697374558+2400{,}05133691T+0{,}000025862T^{2}-0{,}0000000017T^{3}\,.}$

Okamžik ${\displaystyle t}$ vyjádříme jako dobu v hodinách, která uplynula od zmíněné půlnoci UT. Místní hvězdný čas pak v závislosti na zeměpisné poloze určíme dle vztahu

${\displaystyle S=S_{0}+1{,}0027379093t+l/15\,,}$

kde ${\displaystyle l}$ je zeměpisná délka pozorovacího místa ve stupních. Součinitel ${\displaystyle 1{,}0027379093}$ představuje výše diskutovaný rozdíl mezi délkou hvězdného a slunečního dne. Nakonec se hodnota ${\displaystyle S}$ sníží o celistvé násobky 24 hodin tak, aby byla v intervalu 0 až 24 hodin.

Hodiny hvězdného času jsou proti běžně užívaným (slunečním) jednotkám pozměněné tak, aby otočka Země o 360° vůči vzdáleným hvězdám odpovídala 24 hvězdným hodinám. Hvězdný čas má tedy také hodnoty od 0 do 24 hodin a hodiny lze dělit na 60 minut, minuty na 60 sekund.

Zajímavosti

• Vzhledem k tomu, že hvězdný čas popisuje polohy hvězd vůči Zemi, užívají ho kromě astronomů také astrologové k sestavování horoskopu.
• Ukazatel hvězdného času je na astronomickém ciferníku staroměstského orloje jako ručička s malou zlatou šesticípou hvězdou.

Odkazy

Reference

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Hvězdný čas na Wikimedia Commons
• Online ukazatel hvězdného času na stránkách Štefánikovy hvězdárny v Praze na Petříně
• Zobrazení hvězdného času na mobilním telefonu - Hvězdárna a planetárium Plzeň
• Astronomické a kalendářní údaje Archivováno 1. 4. 2009 na Wayback Machine.
• Vypočtěte si hvězdný čas. astro.cz [online]. Česká astronomická společnost, 2013-07-01 [cit. 2018-06-11]. Dostupné online.