เวลาดาราคติ

เปรียบเทียบเวลาดาราคติกับเวลาสุริยคติ โดยถ้านับจาก 12:00 ของวันหนึ่ง ๆ เวลาผ่านไป 1 วันดาราคติจะเท่ากับเวลา 11:56:04 ของวันถัดไป

เวลาดาราคติ (sidereal time) เป็นเวลาที่วัดจากการเคลื่อนผ่านเส้นเมริเดียนท้องฟ้าของดาวฤกษ์โดยยืนพื้นนิยามที่อ้างอิงจุดวสันตวิษุวัต เวลาดาราคติจะสอดคล้องกับเวลาในการหมุนรอบตัวเองของโลก แต่ก็ไม่ตรงกันโดยสมบูรณ์ เพราะเวลาดาราคติรวมถึงผลกระทบของการเคลื่อนถอยของวิษุวัตและการส่ายของโลกด้วย

เวลาดาราคติจริงมักจะใช้ในหอดูดาวเพื่อการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ เพราะทำให้ง่ายต่อการดูว่าสามารถสังเกตวัตถุใดได้บ้างในเวลาที่กำหนด

เวลาสุริยคติและเวลาดาราคติ

เวลาสุริยคติวัดจากการเคลื่อนที่ในรอบวันของดวงอาทิตย์ปรากฏ และเวลาเที่ยงวันตามเวลาสุริยคติ ณ ตำแหน่งใด ๆ คือช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดบนทรงกลมท้องฟ้า เวลาที่ดวงอาทิตย์ขึ้นไปถึงจุดสูงสุดอีกครั้งเป็นจะเวลา 24 ชั่วโมงพอดี เรียกว่า วันสุริยคติ

อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์จะแตกต่างจากดวงอาทิตย์เล็กน้อย ในระหว่างวัน โลกได้โคจรรอบดวงอาทิตย์ไปด้วยเป็นระยะทางสั้น ๆ ตามวงโคจร ดังนั้นโลกจึงต้องหมุนรอบตัวเองมากกว่าหนึ่งรอบเล็กน้อยจึงจะเห็นดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดอีกครั้ง

ในทางกลับกัน ดาวฤกษ์อยู่ไกลมากจนตำแหน่งปรากฏที่เปลี่ยนไปเนื่องจากวงโคจรของโลกโดยทั่วไปถือว่าน้อยมาก (แม้ว่าหากว่ากันโดยละเอียดแล้ว วงโคจรของโลกยังทำให้ดาวฤกษ์ใกล้เคียงเคลื่อนที่ไปเล็กน้อยเนื่องจากพารัลแลกซ์) ดังนั้น เวลาที่ดาวฤกษ์ใด ๆจะไปถึงระดับความสูงสูงสุดและขึ้นไปสูงสุดอีกครั้งจึงน้อยกว่า 24 ชั่วโมงเล็กน้อย วันดาราคติเฉลี่ยคือ 86,164.091 วินาที (23 ชั่วโมง 56 นาที 4.091 วินาที) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความผันแปรของความเร็วในการหมุนรอบโลก การเดินหน้าของนาฬิกาเวลาจริงในอุดมคติจึงเบี่ยงเบนไปจากการเดินหน้าของนาฬิกาเวลาประจำวันแบบทวีคูณคงที่

ในทางปฏิบัติ ความแตกต่างนี้ถูกตรวจสอบเป็นความแตกต่างระหว่าง เวลาสากลเชิงพิกัด (UTC) และ UT1 คือค่า UTC-UT1 ความเบี่ยงเบนนี้วัดได้จากการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และการพยากรณ์และบันทึกได้รับการเผยแพร่โดย IERS และหอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐ DUT1 คือค่าที่คาดการณ์ของ UTC-UT1 และ ΔUT1 คือค่าจากการทดลองจริง

นิยาม

เวลาดาราคติถูกนิยามให้เป็นมุมชั่วโมงของจุดวสันตวิษุวัต (หรืออาจนิยามเป็นไรต์แอสเซนชันของดาวฤกษ์ที่มองเห็นอยู่ทางใต้พอดีในเวลานั้น) เวลาดาราคติท้องถิ่นของที่นั่นในเวลาเมื่อจุดวสันตวิษุวัตตัดผ่านเส้นเมริเดียน หรือก็คือเวลาเมื่อเส้นไรต์แอสเซนชัน 0 อยู่เหนือศีรษะพอดี คือ 00:00 เวลาดาราคติกรีนิช เป็นมุมชั่วโมงของจุดวสันตวิษุวัตที่วัดบนเส้นเมริเดียนแรกในกรีนิชประเทศอังกฤษ ค่าเวลาดาราคติสำหรับภูมิภาคอื่นจะเปลี่ยนไปตามลองจิจูด เวลาดาราคติที่ลองจิจูด 15 องศาตะวันออกจะเร็วกว่าเวลาดาราคติกรีนิชหนึ่งชั่วโมง เวลาดาราคติกรีนิชกับ UT1 มีความแตกต่างกันเพียง 1.00273790935 เท่า

การคำนวณเวลาดาราคติ

ในที่นี้จะคำนวณค่าวันจูเลียน JD ของเวลาสากล (UT) ให้ Y เป็นปี, M เป็นเดือน, D เป็นวัน, h เป็นชั่วโมง, m เป็นนาที และ s เป็นวินาทีในปฏิทินเกรกอเรียนปัจจุบันของ UT เพียงแต่ว่าเดือนมกราคมและเดือนกุมภาพันธ์ถูกกำหนดให้เป็นเดือน 13 และเดือน 14 ของปีที่แล้ว (เช่น 5 กุมภาพันธ์ 2013 จะเป็นค่า Y=2012, M=14, D=5) ณ ตรงนี้ค่าวันจูเลียน (JD) คำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

$JD=\lfloor 365.25Y\rfloor +\lfloor Y/400\rfloor -\lfloor Y/100\rfloor +\lfloor 30.59(M-2)\rfloor +D+1\ 721\ 088.5+{\frac {h}{24}}+{\frac {m}{1440}}+{\frac {s}{86\ 400}}\!$

โดย $\lfloor x\rfloor$ เป็นฟังก์ชันพื้น ถัดมาคำนวณ TJD (Truncated Julian Day คือจำนวนวันตั้งแต่ 00:00 น. ของวันที่ 24 พฤษภาคม 1968 ซึ่งเป็นเวลาสากลที่ NASA แนะนำ) จากสูตรต่อไปนี้

$TJD=JD-2\ 440\ 000.5\!$

เวลาดาราคติกรีนิชโดยยืนพื้นจุดวสันตวิษุวัตเฉลี่ย (เวลาดาราคติเฉลี่ยโดยพิจารณาแค่การเคลื่อนถอยของวิษุวัตเท่านั้น) ${\bar {\theta }}_{G}$ สามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้ (h คือหน่วยเวลา เทียบเท่ากับการหารมุมที่แสดงเป็นองศาด้วย 15)

${\bar {\theta }}_{G}=24^{h}\times (0.671\ 262+1.002\ 737\ 9094\times TJD)\!$

หากต้องการหาเวลาดาราคติท้องถิ่น ${\bar {\theta }}$ จากเวลาดาราคติกรีนิช โดยลองจิจูดทางตะวันตกท้องถิ่น (ในกรณีของลองจิจูดทางตะวันออก จะเป็นจำนวนลบ) เป็น $\lambda$ แล้ว จะได้ว่า

${\bar {\theta }}={\bar {\theta }}_{G}-{\frac {\lambda }{15}}\!$

ถ้าตัวเลขเป็นลบให้บวกด้วย $24^{h}$ เพื่อให้ได้ค่าบวก

อ่านเพิ่ม

• เวลา
• เวลาสากล
• เวลาสากลเชิงพิกัด
• เวลาอะตอมระหว่างประเทศ
• เวลาสุริยคติ