수평좌표계

수평 좌표계는 관측자의 국부 수평선을 기본 평면으로 삼아 고도 및 방위각의 두 각도를 정의하는 천체 좌표계다. 따라서 수평 좌표계를 다른 것 중에서 아즈/엘계,^[1] 알트/아즈계, 또는 알트-아지무스계라고 부르기도 한다. 망원경 알타지무스 마운트에서는 기구의 두 축이 고도와 방위각을 따른다.^[2]

정의

이 천체 좌표계는 하늘을 두 개의 반구로 나눈다. 지구가 지평선 위에 물체가 있고 볼 수 있는 상반구와 지구가 그 물체의 시야를 방해하기 때문에 물체가 수평선 아래에 있고 볼 수 없는 하반구.^[a] 반구를 분리하는 큰 원을 천상의 지평선이라고 하는데, 이 원은 평면이 국부 중력 벡터에 정상인 천구의 큰 원이라고 정의된다.^[3][a] 실제로 지평선은 수은 웅덩이처럼 조용하고 액체 상태의 표면에 접하는 평면으로 정의할 수 있다.^[4] 상반구의 극을 절정이라고 한다. 하반구의 극은 나디르라고 불린다.^[5]

다음은 두 개의 독립적인 수평 각도 좌표다.

• 고도(alt.)는 때로는 고도(el)라고 부르기도 하며, 물체와 관찰자의 로컬 수평선 사이의 각도다. 가시 물체의 경우 0°~90°^[b] 사이의 각도다.
• 방위각(az.)은 수평선 주위의 물체의 각도로, 대개 진정한 북쪽으로부터 측정되어 동쪽으로 증가하는 것이다. 예를 들어 남쪽에서 측정하여 서쪽으로 증가시키는 ESO의 FITS 규약이나 남쪽에서 측정하여 동쪽으로 증가하는 슬론 디지털 스카이 서베이(Sloan Digital Sky Survey)의 FIT 규약 등은 예외로 한다.

수평 좌표계는 위상중심 좌표계와 혼동해서는 안 된다. 수평 좌표는 관찰자의 방향을 정의하지만 원점의 위치는 정의하지 않으며, 지형 좌표는 지구 표면의 원점 위치를 정의하며, 지구 천체와는 대조적으로 지구 표면상의 원점 위치를 정의한다.

일반 기능

수평 좌표계는 별이 아닌 지구의 위치에 고정되어 있다. 따라서 물체가 지구의 자전과 함께 하늘을 가로질러 표류하는 것처럼 보이므로 하늘의 물체의 고도와 방위각은 시간에 따라 변한다. 또한 수평계는 관찰자의 국부적 지평선에 의해 정의되기 때문에 지구상의 다른 위치에서 동시에 보는 동일한 물체는 고도 및 방위각의 값이 다를 것이다.^[a]

지평선의 주요 지점들은 유용한 참고자료인 방위각의 구체적인 가치를 가지고 있다.

수평 좌표는 하늘에 있는 물체의 상승과 설정 시간을 결정하는 데 매우 유용하다. 물체의 고도가 0°일 때는 지평선상에 있다.^[a] 그 순간 고도가 높아지고 있다면 상승하고 있지만, 고도가 낮아지고 있다면 설정되고 있는 것이다. 그러나 천구의 모든 물체는 항상 서쪽으로 보이는 일야운동의 대상이 된다.

북쪽 관찰자는 대신 천체의 방위각을 고려하여 고도가 상승하는지 감소하는지 판단할 수 있다.

• 방위각이 0°~180°(북동남) 사이라면 물체는 상승하고 있는 것이다.
• 방위각이 180° ~ 360°(남서북) 사이라면 물체가 설정되고 있는 것이다.

다음과 같은 특수한 경우가 있다.^[a]

• 북극에서 볼 때는 모든 방향이 남쪽이고, 남극에서 볼 때는 모든 방향이 북쪽이기 때문에 방위각은 양쪽 위치에서 정의되지 않는다. 어느 극에서나 볼 때 별(또는 적도 좌표가 고정된 물체)은 일정한 고도를 가지므로 결코 상승하거나 설정되지 않는다. 태양, 달, 그리고 행성은 그들의 선언이 끊임없이 변화하고 있기 때문에 극지방에서 볼 때 1년 동안 상승하거나 설정될 수 있다.
• 적도에서 보았을 때, 천극의 물체는 수평선에 자리잡은 고정된 지점에 머문다.

참고 항목

각주

참조

외부 링크

• explanations of the horizontal co-ordinate system (video) – via YouTube.