Sjeverni i južni nebeski pol nanebeskoj sferiOsnovna gibanja Zemlje.Uhorizontskom koordinatnom sustavu položaj nebeskog objekta određen je azimutom i visinom (ili zenitnom daljinom = 90° - visina).
Nebeski polovi su probodištaZemljine osi vrtnje (svjetske osi) snebeskom sferom. Zbog Zemljineprecesije, nebeski polovi opišu kružnicu na nebu oko ekliptičkoga pola, probodišta pravca okomitoga naekliptiku, u vrijeme Platonove godine.[1] U točki sjevernog nebeskog pola se približno nalazi zvijezdaSjevernjača. Oko nebeske osi se prividno okreće nebeska sfera (prividno okretanje nastaje zbogrotacije Zemlje). Svanebeska tijela prividno se okreću oko nebeske osi.
Astronomija je vezana zaorijentaciju uprostoru, a ona se sastoji u tome da gledajući unebo, i prelazeći pogledom s jednog nebeskog tijela na drugo, mi povezujemo smjerove u kojima vidimo tijelo. Položaj tijela projiciramo na plohu jedne kugle, koju nazivamo nebeskom sferom. Zbog velikih daljina nebeskih tijela, možemo zamisliti da je i nebeska sfera na velikoj daljini. Bliski predmeti, kao što suavion iliumjetni satelit, na nebeskoj će sferi brzo mijenjati međusobni položaj, a mnogo udaljenije zvijezde, iako se i one ustvari gibaju, duže će zadržavati prividno jednak projicirani razmještaj. Dakle, položaj tijela određuje se smjerovima i kutovima između njih.[2]
Za zapis položaja na nebeskoj sferi služesferne koordinate, slično kao što za utvrđivanje položaja na površini Zemlje služezemljopisne koordinate. Važne točke naglobusu jesu polovi, točke kroz koje prolaziZemljina os vrtnje. Veoma važno svojstvo, smjer vrtnje, ne možemo odrediti drukčije nego na osnovi iskustva. Kažemo da seZemlja okreće kao desnivijak koji napreduje odJužnog pola premaSjevernom polu. Smjer se može odrediti i s obzirom na način gibanja satne kazaljke. Gledajući na Sjeverni pol Zemlje, ona se vrti u smjeru suprotnom odkazaljke na satu. Pomoćumeridijana odbrojavaju sezemljopisne dužine; računaju se kao istočne ili kao zapadne, od 0° do 180°. Početni meridijan je onaj koji, po dogovoru, prolazizvjezdarnicom uGreenwichu, predgrađuLondona. Okomito na meridijane prolazeparalele (usporednice). Paralela najvećegopsega jeekvator, a od njega se prema sjeveru i prema jugu odbrojavajuzemljopisne širine, kao sjeverne i južne, i to od 0° do 90°. Meridijana i paralela ima neizmjerno mnogo.
U astronomiji se primjenjuje nekoliko koordinatnih sustava (nebeski koordinatni sustavi). Svaki od njih ima osnovni krug (kao što je Zemljin ekvator) i početnu polukružnicu (kao što je početni Greenwichski meridijan) od kojih se odbrojavaju koordinate.
Neposredan izgled pojava na nebu uvjetovan je Zemljinim gibanjima.Zemljina vrtnja uzrok je prividnom okretanju nebeske sfere i izmjenedana inoći. Svakako, nije svejedno okreće li seZemlja ili nebeska sfera, sa svimzvijezdama igalaktikama. U posljednjem bi slučaju relativne brzine zvijezda morale nadmašitibrzinu svjetlosti, a nedostajale bi mnoge sitne pojave koje pružaju fizičke i astronomske dokaze gibanja Zemlje. Te pojave jesu: zakretanje ravnine njihanja (Foucaultovo njihalo), otklon na istok pri slobodnom padu, spljoštenost Zemlje, pojava dnevneparalakse, dnevnaaberacija svjetlosti i još neke. Bez razumijevanjafizičke suštine, a to znači ne znajući za ograničenu veličinu Zemlje i njezina gibanja, neposredno vidljive promjene na nebu nisu jednostavno protumačive. Zato je i trebalo mnogo vremena dok se čovjek nije izdignuo iznad neposredno danog.
Vidljiv predio neba ovisi o položaju promatrača i o trenutku promatranja. Svaki promatrač na Zemlji stoji na vodoravnoj ravnini, a pravacsile teže, vertikala, okomit je na tu ravninu. Smjer vertikale pokazuje slobodno obješen, miranvisak. Produži li se vertikala prema nebeskoj sferi, probost će je u točki koja ovisi o zemljopisnom položaju i o trenutku dana, jer se Zemlja okreće. Zbog Zemljina okretanja vertikala opisujestožac oko produžene Zemljine osi ili nebeske osi. Nebeska os probada nebesku sferu u sjevernom i južnom nebeskom polu.Nebeska os je zamišljenipravac identičan sa Zemljinom osi rotacije i probada nebesku sferu usjevernom i južnom nebeskom polu. U točki sjevernog nebeskog pola se približno nalazi zvijezdaSjevernjača. Oko nebeske osi se prividno okreće nebeska sfera (prividno okretanje nastaje zbog rotacije Zemlje). Svanebeska tijela prividno se okreću oko nebeske osi. Ravnina Zemljinaekvatora, protegnuta do nebeske sfere, isijeca na njojkružnicu ili nebeski ekvator. Nebeski ekvator je projekcija Zemljinog ekvatora na nebesku sferu. Ravnina kojoj pripada nebeski ekvator okomita je na nebesku os. Ravninameridijana na kojemu se promatrač nalazi presijeca nebesku sferu uzduž velike kružnice ili nebeskog meridijana.Nebeski meridijan je zamišljena velika kružnica na nebeskoj sferi koja prolazi sjevernim i južnim nebeskim polom i sadrži projekciju nebeskog tijela čiji meridijan promatramo. Meridijan promatrača prolazi nebeskim polovima, te sadržizenit inadir promatrača. Kako promatrač subjektivno ne osjeća Zemljinu vrtnju, činit će mu se da se nebeska sfera okreće oko Zemljine osi, i to u suprotnom smjeru.
Vodoravnaravnina na kojoj se promatrač nalazi je ravnina obzora ili horizonta, akružnica koju ona isijeca na nebeskoj sferi je obzor ili horizont.Obzor je velika kružnica nebeske sfere, nastaje presjekom ravnine koja prolazi stajalištem promatrača sa nebeskom sferom i okomita je na pravac zenit-nadir. Vidljivi horizont (na otovrenim površinama kao more) se zbog zakrivljenosti Zemljine površine nalazi ispod astronomskog horizonta (tome je uzrok inadmorska visina terefrakcija Zemljine atmosfere). Točke u kojima okomica ili vertikala probada nebesku sferu jesu zenit i nadir.Zenit je točka na nebeskoj sferi koja se nalazi direktno iznad promatrača. Nadir je točka na nebeskoj sferi suprotno od zenita (ispod promatrača). Naarapskom znači suprotan, nasuprot.Zvijezde obilaze oko nebeske osi po kružnicama koje su nazvanednevne kružnice. Neke zvijezde, one koje su blize sjevernom nebeskom polu, stalno su iznad obzora (cirkumpolarna zviježđa). Neke zvijezde izlaze iznad obzora i zalaze pod obzor.
Kaoistočna točka obzora (E) i kaozapadna točka obzora (W) zadaje se presjecište nebeskog ekvatora s obzorom. Nebeski meridijan prolazi kroz zenit, sjeverni i južni nebeski pol. Presjecište meridijana i obzora bliže sjevernom nebeskom polu jesjeverna točka obzora (N), a njoj nasuprot,južna točka obzora (S). Četiri glavne točke obzora (N, S, W i E) određene su prividnim dnevnim gibanjem neba i razlikovanjem polova, a razmaknute su na obzoru za pravikut. Zvijezde izlaze na istočnoj strani obzora, podižu se do nebeskog meridijana, gdje dostižu najveću visinu ili kaže se da prolaze krozgornju kulminaciju. Nastavljajući kruženje, zalaze na zapadnoj strani obzora. Nakon toga će zvijezde proći i kroz najniži položaj ilidonju kulminaciju. Iznad obzora zvijezde se premještaju od istočne strane prema zapadnoj. Cirkumpolarne zvijezde nikada ne zalaze, a anticirkumpolarne nikada ne izlaze. Sve zvijezde, promatrane na svim zemljopisnim širinama, bez obzira na to jesu li cirkumpolarne ili nisu, prolaze kroz gornju kulminaciju u onoj polovici meridijana (meridijan je raspolovljen sjevernim i južnim nebeskim polom) koja sadrži zenit; kroz donju kulminaciju zvijezda će proći u onoj polovici meridijana koja sadrži nadir. Dijelovi dnevnih kružnica iznad obzora jesudnevni lukovi. Zvijezda koja se nalazi na dnevnoj kružnici sjevernije od nebeskog ekvatora izlazi između sjeverne (N) i istočne (E) točke obzora, a zalazi između sjeverne i zapadne (W) točke obzora. Južnije od istočno – zapadne linije, izlaze i zalaze one zvijezde koje su smještene južnije od nebeskog ekvatora.