Cataloage stelare

O ocupație importantă a astronomilor a fost și este catalogarea stelelor. Catalogarea reprezintă recensământul stelelor aflate pe cer, vizibile cu ochiul liber sau numai prin instrumentele astronomice.

Acum mii de ani cerul era plin de povești transmise prin viu grai dar la un moment dat au apărut persoane care doreau să știe câte stele sunt pe cer, ce poziție au una față de cealaltă (sau față de orizont sau traseul aparent al Soarelui) și care este strălucirea lor.

Primele liste de stele au fost realizate de Eudoxus (366 î.e.n.) și Aratus (275 î.e.n.) dar precizia este foarte mică, probabil din cauză că nu s-au făcut măsurători ci doar estimări grosolane.

1. Catalogul lui Hiparh, cca. 125 î.e.n.

Prima persoană care a realizat o listă de stele în urma observațiilor proprii a fost Hiparh, cândva prin anul 125 î.e.n. Motivul pentru care a început observațiile a fost apariția unei stele noi (novă) în constelația Scorpionul. În afară de multe alte descoperiri (precesia echinocțiilor fiind cea mai importantă) Hiparh a realizat primul catalog de stele în manieră științifică. Acesta nu s-a păstrat până în prezent, fiind probabil pierdut în incendiul bibliotecii din Alexandra, dar avem informații indirecte despre lista de stele a acestuia.

Se pare că Hiparh a observat aproximativ 1000 de stele (între 850 și 1000), determinând coordonatele acestora pe cer. Le-a împărțit după străluciri, cele mai strălucitoare având mărimea 1 iar cele pe care de abia le putea vedea, mărimea 6. A realizat astfel prima clasificare a stelelor vizibile cu ochiul liber.

În 2005 Prof. Bradley E. Schaefer (Louisiana State University, Baton Rouge) a descoperit că una din cele mai celebre statui, Atlas ținând pe umăr bolta cerească pe care sunt trecute constelațiile, conține observațiile lui Hiparh. Schaefer a desoperit că poziția constelațiilor față de anumite repere este cea din epoca lui Hiparh.

2. Catalogul lui Ptolemeu: Almagesta, ~150 e.n.

Ptolemeu a fost influențat de observațiile stelare făcute de Hiparh și poate a și folosit unele dintre ele. El a realizat un catalog de 1022 de stele, cărora le-a observat și calculat poziția pe cer. Autorul a estimat strălucirea fiecărei stele, trecută deasemenea în catalog. Fiecare stea avea o descriere pentru a fi deosebită în constelație. Există 48 de constelații în catalogul său, numite „constelații antice” (mai multe la istoria constelațiilor).

Stelele erau aranjate după constelație, pentru fiecare fiind trecute coordonatele ecliptice și strălucirea. Sunt catalogate stelele principale care conturează constelațiile, restul rămânând neobservate.

Catalogul stelar al lui Ptolemeu a rămas prima înregistrare științifică a „stării” cerului care a ajuns până în epoca de față. A rămas ca standard pentru astronomii ce au urmat, studiul astronomiei mutându-se înspre estul mijlociu.

3. Catalogul lui Ulugh Beg - 1437

În estul mijlociu majoritatea astronomilor s-au ocupat cu studierea manuscriselor grecești, în principal a Almagestei lui Ptolemeu pe care au tradus-o în limbile vorbite în zonă. În următoarele secole, astronomii arabi au redus pozițiile stelelor la epoca lor dar au contribuit cu puține observații.

Însă în anul 1420, la Samarkand, în actualul Uzbekistan, se ridică un observator astronomic, printre cele mai performate ale vremurilor: un instrument gigant pentru măsurarea unghiurilor (quadrant sau sextant) cu raza de 40 m. Unui grad pe cer îi corespundeau 70 cm, precizia măsurătorilor fiind de 5 minute de arc. Ctitorul este Ulugh Beg, descendent al lui Timur Lenk (Tamerlan), guvernatorul unei întinse provincii.

Ulugh își propune reobservarea fiecărei stele din catalogul lui Ptolemeu și măsurarea pozițiilor planetelor. Catalogul conține 1019 stele împărțite constelațiile lui Ptolemeu. Precizia măsurătorilor este de 6 minute de arc, cea a lui Ptolemeu fiind de 15 minute de arc. Ulugh Beg realizează cele mai precise observații vizuale de până atunci, fiind detronat de Tycho Brahe după mai bine de 200 de ani.

4. Catalogul lui Tycho Brahe - 1598

Instalat pe un domeniu oferit de regele Danemarcei, cu un salariu mai mult decât suficient și cu mulți slujitori, astronomul Tycho Brahe face cele mai precise obsevații de stele. O suită de peste 20 de instrumente astronomice erau folosite la diverse observații astronomice, printre care și un sextant cu raza de 2 m cu ajutorul căruia Tycho măsoară poziția a 1004 stele până în 1598.

Printre protejații săi se numără și marele Kepler care moștenește și publică observațiile lui Tycho în 1602 (777 stele) și 1627 (1004 stele). Precizia atinsă de Tycho este de numai 2 minute de arc, limita observațiilor realizate cu ochiul liber. Strălucirile stelelor observate se potrivesc cu cele actuale, semnă că autorul le-a estimat cu atenție.

Stelele sunt împărțite pe constelații, primele fiind cele zodiacale, urmând cele nordice și sudice. Tycho își permite să și inventeze două constelații, Coma Berenices (între Canes Venatici și Virgo) și Antinous (între Aquila și Delphinus), numai prima folosindu-se și în prezent.

5. Catalogul de stele sudice al lui Edmund Halley - Catalogus Stellarum Australium, 1679

Emisfera sudică, vizitată intens de navele europenilor, conținea care nu răsăreau niciodată în emisfera nordică. Astronomii au dorit catalogarea lor și primul care a făcut-o a fost marele Edmund Halley. Între 1676 și 1678 a locuit în emisfera sudică, la Capul Bunei Speranțe pe insula Sfânta Elena. De acolo, folosind un sextant cu raza de 1,6 metri, însoțit de o lunetă, a măsurat poziția de 341 de stele de pe cerul sudic.

Nu a putut observa stelele din constelațiile Piscis Austrinus și Indus din cauza condițiilor meteorologice nefavorabile și a inventat o constelație în cinstea regelului său, numită „Robur Caroli”. Constelația nu se mai folosește dar pozițiile stelelor au fost măsurate cu o precizie de 0,7 minute de arc.

Între 1600 și 1700 au apărut trei cataloage de stele sudice, printre care și cel al lui Halley. În 1603, Frederick de Houtman a publicat un „catalog de stele fixe din preajma polului sud, nevăzute de nimeni până acum”. Houtman a navigat în apele sudice în 1595, din Amsterdam în insulele Java și Sumatra. Stelele catalogate au fost împărțite în 21 de constelații dintre care 12 noi. Catalogul conținea 304 stele.

Kepler publică în 1627 o nouă ediție a catalogului lui Tycho, în care adaugă stele observate de Ptolemeu (ce nu răsăreau niciodată în Danemarca) și de navigatorii Amerigo Vespucci, Andreas Corsali și Pedro de Medina. Catalgoul conținea 454 stele sudice.

6. Catalogul de stele al lui Jan Hevelius - Catalogus Stellarum Fixarum, 1690

Un berar bogat avea să realizeze cel mai bun catalog stelar al timpului său. Hevelius trăia în Gdansk, Polonia și în 1640 s-a hotărât să îmbunătăească prin observații proprii catalogul lui Tycho Brahe. A făcut observații cu ochiul liber de pe acoperișul casei, folosind un sextant și un cvadrant. În 1663, ca asistent i s-a alăturat soția și au continuat observațiile până în jurul anului 1679.

Catalogul obținut a apărut postum în 1690 și conținea 1564 de stele, Hevelius observând 946 de stele „tychoniene” și 617 noi. Lucrarea publicată conținea o introducere în care se prezentau noile constelații inventate, catalogul de stele și un altas stelar.

În 1649 Halley l-a vizitat pe Hevelius și a verificat acuratețea măsurătorilor, cea mai bună de până atunci după cum a reieșit.

Catalogul este organizat pe constelații, aranjate în ordine alfabetică: sunt 56 de constelații folosite până atunci și 11 noi (dintre care se mai folosesc doar 3). Stelele sunt identificate după poziția din catalogul lui Tycho și datele care se dau sunt: magnitudinea (strălucirea) estimată de Tycho și autor, coordonatele și o scurtă descriere.