Meridyen çemberi

Meridyen çemberi, yerel meridyenden geçen transit olarak bilenen, yıldız geçidi zamanlaması için kullanılan bir alettir, aynı anda nadir’den açısal uzaklıklarını da ölçer. Bunlar meridyende ufkun kuzey noktasından(zenit) ve ufkun güney noktasından(nadir) geçen büyük daireyi işaretleme imkânı versin diye yapılmıştır. Meridyen teleskopları objeleri görüş alanına getirmek için dünyanın rotasına dayanır ve doğru batı ekseninde yatay olarak sabitlenmiştir.

Benzer transit aleti, transit dairesi veya transit teleskobu aynı şekilde yatay eksende konuşlanmıştır ama eksen doğu-batı ekseninde sabitlenmek zorunda değildir. Örneğin ölçü teodoliti eğer teleskobu yatay eksen hakkındaki devrimlere hakimse transit aleti olarak iş görebilir. Daha az spesifik olmalarına rağmen, meridyen daireleri bu isimlerle bilinirler.

Yıllarca transit zamanlaması göksel cisimlerin konumlarını belirlemede en doğru yöntemdi ve meridyen aletleri bu itinalı işi uygulamaya dayanır. Spektroskopi, fotografi ve yansıtmalı teleskopun mükemmelliğinden önce, konumları belirlemek gözlem evlerinin en önemli göreviydi.

-dünyadaki çoğu konumda, meridyen gökyüzü koordinatlarının basit kurulumla endekslenebildiği tek düzlemdir; ekvatoral koordinat sistemi doğal olarak meridyeni aynı hizaya getirir her zaman. Teleskobu ekseninde döndürmek onu direkt olarak dik açıklıkta hareket ettirir ve obje sağ açıklıkta onun görüş alanına doğru hareket eder.

19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başındaki meridyen aletleri sanatının durumu söyle açıklanır: yapımın hassas metodu hakkında bazı fikirler vermek, kullanım ve yapılan ayarlamalar.

İlk transit teleskobu eksenin ortasına yerleştirilmek yerine ekseni teleskobun ağırlığı altından bükülmesini engellemek için bir uca doğru yerleştirilmişti. Sonraları, genellikle her uçta tornalanmış çelik pivotu olan bir parça pirinç veya bir parça top alaşımından oluşan eksenin merkezine konuldu. Bazı aletler pirinçten çok daha dayanıklı olduğu için çelikten yapılmıştı. Pivotlar V şeklindeki mil yatağına bağlıdır, ya aleti taşıyan büyük taş parçasına veya tuğla ayaklara ya da ayakların üstündeki metal iskelete tutturulmuştu. Mil yatağının sıcaklığı termometrelerle gösterilirdi.

Titreşimin binadan teleskopa geçişi engellemek için ayaklar genellikle binanın temelinden ayrıdır. Pivotları onların şekillerini bozan aletin ağırlığından kurtarmak için, eksenin her ucu sürtünme silindirli bir kanca tarafından destekleniyordu. Bazı durumlarda denge ağırlığı mil yatağını aşağıdan iter. Mil yatakları neredeyse doğu batı yönünde doğru olarak yerleştirilmiştir ama düzgün ayarlama yatay ve dikey vidalarla mümkündü. Su terazisi eksenin ufku doğru her eğilimini görmek için kullanılırdı. Teleskop ekseninin dışmerkezliliği, bazı durumlarda, eksenin kendisine doğru başka bir teleskop tahsis edilerek açıklanabilir.

Yapay yıldızların bu eksen teleskopuna doğru hareketini gözlemleyerek ana teleskopun döndürüldüğü gibi, pivotların şekli ve eksenin her sallantısı saptanabilir. Eksenlerin uçlarına yakın olan, eksene tutturulmuş ve onunla dönen, teleskopun ufukla olan açısını ölçmek için bir çark veya dairedir. Genellikle 3 -3,5 ayak çapında olup, çemberin çevresine yakın yüzünde konuşmuş gümüşün kaymasıyla, 2 veya 5 açılsak dakikaya bölünmüştür. Bu derecelendirmeler genellikle mikroskopla okunur – genellikle her daire için dört tane- ,çemberin çevresine 90 derecelik aralıklarda ekseni saran ayaklara ya da iskeleye monte edilmiştir. Dört farklı okumanın ortalamasını alarak, yanlışlıkları ve dereceleme hataları rahatlıkla düzeltilirdi. Her mikroskop mikrometrik vidayla döşenmiştir. Dönüşlerin sayısı görüş alanındaki bir tür tarak ile sayılırken, vidanın tepesi arkın her saniyesini ölçmek için bölünmüştür. Mikroskoplar daireden öyle bir uzaklıkla yerleştirilmiş ki, vidanın bir dönüşü dairede bir açısal dakikaya denk gelir. Hatalar dairedeki 2 veya 5 dakikalık standart aralıkları ölçerek bulunur. Bazı aletlerde dairelerin biri derecelendirilmiştir ve diğerlerinden daha kabaca okuma yapar ve sadece hedef yıldızları bulmakta kullanılır.

Teleskop eksenin merkez borusuna vidalanmış 2 borudan oluşur. Borular genellikle koni şeklindedir ve bükülmeyi önlemek için olabildiğince sert yapılmıştır. Eksenle bağlantı da olabildiğince sıkı olmalıdır. Tüpün yatay pozisyonda bükülmesi iki kolimatörle ölçülür –teleskoplar meridyende yatay olarak yerleştirilir.

Genellikle meridyen daire incelemek için olan yapılarda genellikle gözlem evlerinde görülen dönen kubbe yoktu. Yapının işi de dışarıdaki havayla aynı sıcaklıkta tutulmaya çalışılırdı, yoksa hava akıntısı teleskbun görüşüne zarar verebilirdi ve yapılar gerekli tüm aletlerle donatılmış olurdu.

Odak düzleminde, teleskobun göz tarafında birkaç dikey ve bir veya iki tane yatay tel vardır. Yıldız incelemesinde, teleskop aşağıya doğru, mükemmel yatay bir aynı oluşturarak ve imleci resmini teleskop korununa geri yansıtarak, cıva havuzuna yöneltilir. İmleç yansımasıyla kesişene kadar ayarlanır ve görüş hattı tamamen dikeydi; bu pozisyonda daireler nadir noktası için okunur.

Sonra teleskop arayıcı daireyi izleyerek hedef yıldızın yaklaşık sapmasına kadar büyütülür. Aletin kenetleme parçalarını kullanarak izleyici yaklaşık sapmayı yakalayınca ekseni sabitleyebilir, böylelikle ince ayar vidasının çok ince ayarı dışında, teleskop sapmadan hareket etmez. Bu küçük ayarla yıldız yatay tele boyunca hareket edene kadar teleskop ayarlanır. Bundan sonra daireler mikroskopla yıldızın belirgin yüksekliği okunur. Bu ölçüm ile nadir arasındaki fark güneşin nadir uzaklığıdır.

Yıldızın belirgin yüksekliğini ölçmenin diğer yolu ise, direkt izlenen yıldız ile onun cıva haznesine yansıyan görüntünün arasındaki açılsak mesafenin yarısını almaktır.

Dikey teller yıldızların transitini ölçmek için kullanılır, her tel ayrı bir sonuç verir. Transitin orta teldeki zamanı takip eden veri analizi sorulan tel ile orta tel arasındaki bilenen aralık her tele eklenerek, sırasında tahmin edilir.

Sapmayı veya kutupsal uzaklığı tam olarak belirlemek için gözlem evinin açısal yüksekliğini veya göksel kutbun Zenitten uzaklığını batmayan yıldızların sayısının en büyük ve en küçük değerine bakarak belirlemek gerekiyor. Yıldızı gözlemledikten sonraki daire okuması ve Zenitle alakalı okuma arasındaki fark yıldızın Zenit uzaklığıdır. Dairenin Zenit noktasını belirlemek için, teleskop aşağıya, cıva haznesine doğrultulur. Gözlemci yatay teli ve onun yansımasını görür ve bunları kesiştirmek için hareket ettirir. Onun optik ekseni ufuk düzlemine dikey olarak hizalanır ve daire okuması 180 derece+ zenit noktasıdır.

Ana teleskobun ekseninin dönüşünün tamı tamına yatay olması gerekir. Eksenin pivotlarına yerleştirilmiş hassas su terazileri bu görevi yapar. V şeklindeki mil yataklarını ayarlayarak kabarcıklar ortalanır.

Teleskobun görüş hizasının eksen rotasına birebir dik olması gerekir. Bu uzaklığı görmek, sabit obje, kaldırma ve teleskobu ayakları üzerinde döndürme ve sonra tekrar objeyi görme ile yapılır. Eğer imleç objeyle eşleşmediyse görüş hizası objenin uzaklığı ile imlecin yeni konumu arasındaki mesafenin yarısıdır; imlecin ayarı buna göre yapılır ve süreç gerektiği kadar tekrar edilir. Eğer eksenin rotası da tamamen biliniyorsa, teleskop cıva haznesinin aşağısına yöneltilebilir ve imleç aydınlanır. Cıva mükemmel bir yatay ayna gibi davranır; imlecin görüntüsünü teleskop borusuna geri yansıtır. Böylece imleç yansımasıyla kesişene kadar ayarlanır ve görüş hizası eksene dik olur.

Teleskobun görüş hizasının meridyen düzlemiyle birebir olması gerekir. Bu ayakları ve eksenin mil yatağını doğu batı çizgisinde inşa ederek yapılır. Kullanılan diğer metot belli bir yıldızdan zamanla geçen meridyen hesaplar. Bu önemli bir ayarlama ve mükemmel yapmak için çok zaman harcamak gerekiyor.

Meridyen düzleminde sabit bir enstrüman (kadran) fikri eski astronomlar tarafından oluştu ve Ptolemy tarafından açıklandı , ancak Tycho Brahe büyük bir meridyen kadranı inşasına kadar taşınamadı .

Meridyen çevreleri doğru bir şekilde yıldızların konumlarını katolog için ölçmek 18. yüzyıldan beri kullanılmaktadır. Bu ölçüm, yerel meridyen geçtiği anda ölçülerek yapılır. Ufkun üzerinde yükseliği de kaydedilir. Bir yerin coğrafi enlem ve boylam bilgisi ve ölçümü yıldızın sağ yükseliş ve sapmalarını türetmek için kullanılır.

Önceki yıldızlar tansit teleskopla dünyanın her yerinde ölçüme uygundu ve meridyenlerin geçiş süreleriyle gözlemlenebilirdi. Atom saati icadının öncülüğüyle bu mevcut zamanın ölçümde en güvenilir kaynak oldu.

Almagest Batlamyus zamanında,dışarından başka bir halkayla kullanılan meridyen halkası Güneş'in konumuna göre gölgelerle kullanılırdı . Bu dikey olarak monte edilmiş ve meridyen ile uyumlu hale getirilmiştir. Enstrüman ekliptik yolunu belirlemek için öğle saatlerinde Güneş'in yüksekliğini ölçmek için kullanılırdı.

Bu eşit yükseklik metodu taşınabilir kadran veya astronomik sekstant yıldızlarının arasındaki açısal mesafe ölçümleri için tercih edilir. Bu yöntem çok zahmetli olduğu için, 1690 yılında Ole Rømer geçiş aleti icat etti.

Transit enstrüman yönü doğu ve batı sıkıca sabit destekler üzerinde duran ve meridyen düzleminde serbestçe ona doğru dönen açılardan oluşur ve serbestçe yatay eksen yapan bir teleskopa sahiptir : Aynı zamanda Rømer dikey ve yatay açıları ölçmek için irtifa ve azimut enstrüman icat etti ve aynı zamanda hem koordinatlarını belirlemek amacıyla 1704 yılında, onu bir geçiş alet ile dikey daireyle birleştirdi.

Daha sonra, hiçbir yere uyum sağlayamadığı düşünülmesine rağmen geçiş aracı evrensel kullanıma (İlki Greenwich’de 1721 yılında monte edildi) uygun hale geldi, müral kadran eğimi belirlemek için yüzyılın sonuna kadar kullanılmaya devam etmiştir.

Dairelerin yapımı bir süre sonra kısaca 1806 yılında Blackheath de Groombridge gözlemevi için ilk modern geçiş daire inşası Edward Troughton tarafından alındı, Groombridge Transit Çemberi (meridyen geçiş dairesi). Troughton sonradan askıya aldı ve müral kadranın yerini kendi tekrar tasarladığı duvar daire aldı .

Birleşik Krallık'ta, transit enstrüman ve müral daire gözlemevleri başlıca enstrüman, Greenwich'de inşa edilmiştir , ilk transit daire 19. yüzyılın ortalarına kadar devam etmiştir (1850 yılında monte edilmiş) ama kıtada, transit dairenin yerini 1818 ve 1819 yılları arasında Reichenbach ve Johann Georg Repsold tarafından Königsberg ve Göttingen'de monte edilen iki çevreler aldı.