Hvězdný čas

O měření času ve fiktivním světě Star Treku pojednává článek Hvězdné datum.

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.

Hvězdný čas určuje polohu souhvězdí na obloze

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

Schematické znázornění rozdílu:
1 – výchozí pozice Země
2 – po uplynutí hvězdného dne
3 – po uplynutí slunečního dne

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

Staroměstský orloj ukazuje hvězdný čas šesticípou hvězdičkou

• 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

1. Vypočtěte si hvězdný čas na stránkách České astronomické společnosti
2. Algoritmus je převzat z webu astronomy.cz Archivováno 19. 6. 2008 na Wayback Machine., kde jsou vysvětleny i další související pojmy. Na konci algoritmu byla eliminována hodnota P, protože přepočet mezi místním a světovým časem je dán hodnotou ${\displaystyle l/15}$. Použití proměnné ${\displaystyle P}$ zřejmě souvisí s tím, od kterého okamžiku se měří čas ${\displaystyle t}$, což ve zdroji není specifikováno.

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.

Portály: Astronomie