Sự quay hằng đêm của bầu trời

Bầu trời quay bên trên cả ngày lẫn đêm, quay như thể nó là một quả cầu pha lê khổng lồ (thứ mà nó từng được hình dung trong suốt thời Trung Cổ) với Mặt Trời, Mặt Trăng, hành tinh và các ngôi sao được đính lên đó. Cả bầu trời cùng quay như một chỉnh thể thống nhất với tốc độ 1 r.p.d (rotation per day – vòng trên ngày).

Sao Bắc Cực, Polaris, nằm bất động trên bầu trời. Nó là cái trục để các ngôi sao còn lại quay xung quanh. Hoặc ít ra thì trông nó có vẻ vậy. Polaris không hoàn toàn bất động, nó cũng vạch ra một vòng tròn như bất kì ngôi sao nào khác. Điểm trục thực sự là Thiên cực Bắc, một điểm thuộc bầu trời và ở ngay phía trên Cực Bắc của Trái Đất. Polaris không nằm đúng tại điểm cực của bầu trời, mà cách đó 0,75° – khá gần! Tức là ngôi sao này cũng tạo ra một vòng tròn quanh Thiên cực Bắc – đường kính 1,5° – và Sao Bắc Cực không bao giờ cách hướng bắc thực quá 0,75° – quá nhỏ để tạo ra sự khác biệt cho hầu hết những người hoa tiêu.

Những ngôi sao gần Sao Bắc Cực tạo ra các vòng tròn nhỏ xung quanh nó, hoàn thành một vòng trong 24 giờ. Những ngôi càng xa Sao Bắc Cực tạo ra các vòng tròn càng lớn, nhưng vẫn giữ đúng chu kỳ 24 giờ. Những ngôi cách Sao Bắc Cực đủ xa sẽ lặn xuống tại chân trời tây bắc, biến mất trong chốc lát dưới chân trời phương bắc, rồi lại mọc lên từ phía đông bắc.

Bức ảnh phơi sáng thời gian dài tập trung vào Sao Bắc Cực
Bức ảnh phơi sáng thời gian dài tập trung vào Sao Bắc Cực.

Những ngôi sao xa về phía bắc và không lặn được gọi là quanh cực (tại Nam bán cầu, đó là những ngôi sao xa về phía nam). Chúng được coi là bất tử thời Ai Cập cổ đại và được liên kết với các pharaoh – cũng là những người bất tử và bay về trời để sống giữa những ngôi sao phương bắc khi cuộc sống nơi trần thế của họ kết thúc. Dù ngày nay ta không thần thánh hóa chúng, nhưng điểm độc đáo của những ngôi sao quanh cực là không lặn nên theo lý thuyết thì có thể thấy được quanh năm (chỉ là lý thuyết vì có khi chúng tới quá gần chân trời phía bắc và không thể nhìn thấy trong thực tế). Little Dipper, Cassiopeia, Cepheus, và hầu hết chòm sao Draco là quanh cực khi nhìn từ Canada, phần lớn Hoa Kỳ và Châu Âu.

Cassiopeia
Hình chữ "W" quen thuộc của các sao sáng nhất trong chòm Cassiopeia là quanh cực đối với đa số người quan sát ở Bắc bán cầu.

Ta thấy một ngôi sao chuyển động ra sao khi bầu trời quay là tùy thuộc vào vị trí của nó trên thiên cầu. Nếu bạn sống tại các vĩ độ trung bình phía bắc (bất kỳ đâu bên dưới Vòng cực Bắc tại Hoa Kỳ và Canada), một ngôi sao (hành tinh, Mặt Trời, hoặc Mặt Trăng) mọc ở hướng chính đông sẽ lên tới điểm cao nhất của nó khi ở hướng chính Nam (khi nằm trên kinh tuyến đỉnh đầu), và lặn ở hướng chính tây. Những ngôi sao mọc ở phía nam của hướng đông không lên cao bằng khi chạm tới kinh tuyến đỉnh đầu, và lặn tương ứng tại phía nam của hướng chính tây. Những ngôi sao mọc lệch xa hướng đông về phía nam vạch ra một vòng cung ngắn trên bầu trời phương nam, không lên quá cao khi chạm tới kinh tuyến đỉnh đầu, vừa mọc lên đã nhanh chóng lặn xuống tại phía tây Nam. Bạn có thể dễ dàng hình dung ra rằng có một phần bầu trời xa hơn nữa về phía nam so với những gì mà mình đang nhìn thấy, và nó sẽ luôn nằm bên dưới chân trời phương nam.

Mục lục