Em astronomia e navegação, a esfera celeste incluindo a meia esfera do dia e da noite é a propria aboboda celeste que vemos o céu. Visto de qualquer posição forma uma esfera de raio indefinido e concêntrico com as coordenadas da Terra. Todos os objectos visÃveis no céu podem ser então representados como projeções na aboboda celeste. Do mesmo modo, são projectados na esfera celeste o Pólo Norte, o Pólo Sul e o Equador terrestres, formando respectivamente os pólos celestiais e o equador celeste .
Em astronomia temos a "esfera celeste" que pode ser considerada como um globo fictÃcio de raio indefinido, cujo centro radial é o olho do observador. Na esfera celeste os pontos das posições aparentes dos astros, independente de suas distâncias marcam esta superfÃcie hipotética. Esta superfÃcie onde aparentemente estão as estrelas fixadas, gira em torno de uma linha chamada de PP', denominada de linha do eixo do mundo, ou linha dos pólos. Perpendicular a este eixo existe uma superfÃcie circular plana denominada EE', que é definida como o "Equador Celeste". Observando-se a superfÃcie circular do ponto de vista do hemisfério norte do plano equatorial e imprimindo-se um movimento no sentido horário no cÃrculo equatorial temos um eixo ZZ', que é vertical ao lugar onde se encontra o observador, esta é chamada de Zênite (Z, ao norte) e Nadir (Z', ao sul). Esta linha vertical tem atravessando-a um plano perpendicular que é chamado de horizonte celeste. As retas PP' e ZZ' formam um plano chamado de "plano meridiano do lugar". A direção OS é o sul, e a direção ON é o norte. Perpendicularmente, ou na horizontal temos uma linha chamada de "linha leste-oeste". Portanto, quando o observador olha para o norte tem o Leste à sua direita e o oeste à esquerda.
Muitas das civilizações antigas acreditavam que as estrelas estavam equidistantes da Terra e que a esfera celeste existia na realidade como o "local" onde elas estavam posicionadas. O firmamento, o suposto firme dos antigos, não tem existência real, é portanto uma ilusão de optica. No entanto, apesar de incorreto, este modelo é uma útil abstração. Na verdade tudo o que vemos no céu está de tal modo tão distante que as posições relativas e inclusive os movimentos são impossÃveis de determinar apenas por observação visual o que tornava correto a abstração. E visto que as distâncias são também indeterminadas, apenas necessitamos de saber a inclinação de um ponto relativo à superfÃcie da terra para o conseguirmos projetar no céu. Desta forma, o modelo da esfera celestial com as estrelas fixas, é uma ferramenta muito útil no campo da orientação espacial Navegação astronômica. É de certa maneira o telescópio que põe termo à ilusão do firmamento.
À medida que a terra roda em torno do seu eixo, os objeto na esfera celestial parecem rodar em torno dos polos celestiais. Por exemplo, o Sol parece surgir todos os dias a este e desaparecer a oeste, da mesma forma que as estrelas, os planetas e a Lua. Como a terra gira de oeste para leste, a esfera celestial aparenta girar de leste para oeste. Algumas estrelas localizadas suficientemente perto dos polos celestiais parecem não se deslocar e apenas flutuar sobre o horizonte, são as chamadas estrelas circumpolares.
Através da projeção do equador, a esfera celestial está dividida em hemisfério celestial norte e hemisfério celestial sul. Da mesma forma, podem ser projetados os trópicos de Cancer e Capricórnio e os pólos Norte e Sul.
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