Vetenskapen bakom Star Map och stjärnkartor

Vad "astronomiskt korrekt" faktiskt betyder

Astronomiskt korrekt betyder att stjärnornas lägen på postern, med en precision bättre än en bågminut, motsvarar det en astronom skulle rita för samma datum, tid och plats med datakällor som används av professionella observatorier.

I praktiken innebär det att om du höll upp ett tryck från Stars In Hands på rätt plats under rätt natt skulle varje stjärnbild ligga i linje med den verkliga himlen inom gränsen för det mänskliga ögats upplösning, cirka 1 bågminut.

Det är viktigt att definiera ordet korrekt eftersom marknaden för personliga posters är full av stämningsfulla bilder med prickar utspridda över marinblått utan koppling till en verklig himmel. Våra motiv är inte sådana.

Stjärnkatalogerna vi använder

Vi återger stjärnor från katalogerna Hipparcos och Tycho, samma dataunderlag som professionella observatorier använder. Tillsammans omfattar de alla stjärnor som kan ses med blotta ögat från jordytan och många fler.

Hipparcos sammanställdes av Europeiska rymdorganisationen, ESA, mellan 1989 och 1993. Projektet mätte lägena för cirka 118 000 stjärnor med millibågsekunders precision. Tycho tillför ytterligare 2,5 miljoner ljussvagare stjärnor med något lägre precision. Tillsammans utgör katalogerna en grund för modern astrometri.

Varje stjärna har rektascension och deklination, himlens motsvarighet till longitud och latitud, samt parallax, egenrörelse och magnitud, alltså ljusstyrka. Från dina koordinater och din tidsstämpel projicerar vi uppgifterna på en plan skiva som visar himlen ovanför platsen i exakt den stunden.

Ljussvagare stjärnor tas med upp till en magnitudgräns som anpassas efter posterns täthet. För många gör kartan till en grå fläck och för få får den att kännas tom. På vårt tryck i 30 × 40 cm ligger balansen vid magnitud 5,5, cirka 3 000 synliga stjärnor per halvklot.

Varför samma himmel ser olika ut vid olika tider

Himlen roterar ett varv på 23 timmar 56 minuter, ett sideriskt dygn som är 4 minuter kortare än det 24 timmar långa soldygn vi lever efter.

Det betyder att himlen klockan 21.00 i kväll skiljer sig ungefär 1° från himlen klockan 21.00 i morgon och cirka 30° från himlen klockan 21.00 en månad senare. Under ett år fullbordas hela stjärnbildscykeln.

Datumet och tiden du väljer låser exakt vilken rotation av himlen vi ritar. Två Star Map-motiv från samma stad på två dagar i följd får synligt olika lägen för stjärnbilderna, ibland subtilt och ibland dramatiskt beroende på årstid.

Lokal tid spelar också roll. Klockan 21.00 i Paris är 20.00 UT, 16.00 i New York och 05.00 nästa dag i Tokyo. Redigeraren tar lokal tid och plats och gör omräkningen internt, så du behöver aldrig tänka på UTC.

Koordinatsystem: en kort repetition

Astronomer använder flera överlappande koordinatsystem. När du förstår dem blir det tydligt varför exakt latitud och longitud spelar roll.

Rektascension och deklination är det ekvatoriella systemet. Föreställ dig jordens ekvator och poler projicerade på himmelssfären. RA mäts i timmar, som ett 24-timmarsdygn, och Dec i grader, ±90°. Koordinaterna är fästa vid stjärnorna, inte jorden.

Altitud och azimut är det lokala systemet och beskriver vilken del av himlen som finns ovanför din plats i den bestämda stunden. Vi omvandlar RA/Dec till alt/az med latitud, longitud, datum och tid. Det är detta som projiceras på den plana skivan på postern.

Så återger vi Vintergatans band

Det ljusa bågformade bandet över många av våra kartor är Vintergatan, vår galax sedd från insidan längs dess plan. Om den syns beror på årstid, halvklot och, i verkligheten, hur mörk himlen är.

Vi återger bandet som en genomskinlig toning baserad på den infraröda kartläggningen 2MASS, som visar den samlade stjärntätheten över hela himlen. Den följer galaxarmarnas grova struktur; den tätaste delen ligger mot Vintergatans centrum, ungefär mellan Sagittarius och Scorpius.

Du kan slå på och av Vintergatan i redigeraren. De flesta kunder låter den vara på eftersom kartan då känns mer som natthimmel och mindre som ett kliniskt diagram. Monokroma motiv kan bli renare utan den.

Linjer mellan stjärnbilder: där konst möter astronomi

Linjerna som binder samman stjärnor till stjärnbilder finns inte fysiskt. Stjärnor i samma stjärnbild ligger sällan nära varandra i rymden; de ser bara nära ut från vår vinkel. Linjerna är kulturella minneshjälpmedel som gör mönstren lättare att känna igen.

Vi återger International Astronomical Unions 88 standardiserade stjärnbilder, samma former som används i planetarier och läroböcker i astronomi. Varje form är ett vedertaget punktmönster som astronomer använder för att känna igen stjärnbilden på himlen.

Några kulturer har dragit andra linjer mellan samma stjärnor. Våra följer den västerländska IAU-konventionen. Alternativ som kinesiska eller polynesiska system för stjärnbilder kan beställas som specialanpassning.

Varför månen och planeterna ritas separat

Månen och planeterna rör sig annorlunda än stjärnorna. Stjärnor är i praktiken stilla på mänskliga tidsskalor; vi korrigerar för egenrörelse, men över århundraden är den mindre än en bågminut. Månen rör sig cirka 13° per dag, Jupiter ungefär 1° per vecka och Mars cirka 0,5° per vecka.

Vi beräknar månens läge, fas och belysning för exakt datum och tid med samma VSOP87-algoritmer som JPL använder för sin efemerid Horizons. Den belysta andelen är korrekt inom 0,1 %.

Planeter visas om de befann sig ovanför horisonten i den valda stunden. Du kan stänga av dem om du föredrar en ren stjärnkarta, vilket de flesta gör. Till en astronomiintresserad mottagare kan planeternas inbördes läge på ett visst datum däremot vara en särskilt fin detalj.

Hur exakt är "astronomiskt korrekt"?

Stjärnornas lägen återges med en precision bättre än en bågminut, tydligt under det mänskliga ögats upplösning på 1 bågminut. Tiden är exakt på minuten och platsen på 0,001° latitud och longitud, cirka 100 meter på marken.

I praktiken blir en Star Map för klockan 20.23 i Paris omärkligt annorlunda än en för 20.24, men matematiskt är de olika. På normalt betraktningsavstånd, 1–2 meter, går ingenting förlorat.

Den största felkällan i en tryckt stjärnkarta är inte matematiken, utan om du minns rätt datum. Kontrollera datumet en extra gång före beställningen.

En poster från Stars In Hands är en vetenskapligt reproducerbar ögonblicksbild, inte en dekorativ tolkning av en stund.

Från data till tryck: den faktiska processen

När beställningen är lagd är processen automatiserad och tar 2–3 minuters beräkning plus 2–3 dagars transport.

Steg 1: Din design-JSON läses in i en automatiserad renderingstjänst. Steg 2: En tryckfil i 300 DPI skapas; i formatet 70 × 100 cm blir den 8 268 × 11 811 pixlar. Steg 3: Filen bäddas in i en PDF med korrekt metadata för TrimBox och BleedBox så att professionella RIP-system vet var de ska skära. Steg 4: PDF-filen skickas till vår tryckpartner, som trycker på 200 gsm konstpapper med arkivbeständigt pigmentbläck. Steg 5: Trycket beskärs, rullas i ett skyddande omslag och skickas spårbart.

Konstpapper och pigmentbläck ger beständighet mot blekning i över 80 år under normal inomhusbelysning. Trycken är gjorda för att bevara minnet över generationer.