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天文学において、六分儀は円の6分の1を描いた装置で、主に星の位置を測定するために用いられる。天文用六分儀には、壁掛け式と枠式の2種類がある。
これらは歴史的に非常に重要なものですが、時を経て、通過望遠鏡、その他の天体位置測定技術、そしてヒッパルコスのような人工衛星に取って代わられました。
最初に知られている壁面六分儀は、994年にイランのレイでアブ・マフムード・アル・フジャンディーによって製作された。 [ 1 ]黄道傾斜角を測定するために、アル・フジャンディーは、彼の後援者であるブワイヒ朝の支配者ファフル・アル・ダウラ（976～997年）にちなんで、アル・ファクリ六分儀（アル・スッズ・アル・ファクリ）と呼ばれる装置を発明した。この装置は、子午線（南北）に沿って配置された壁上の60度の弧であった。アル・フジャンディーの装置は、以前の装置よりも大きく、半径は約20メートルであった。 [ 2 ]アル・ファクリ六分儀に以前の装置から組み込まれた主な改良点は、読み取り精度を秒単位にしたことであり、古い装置は度と分単位でしか読み取れなかった。これはアル＝ビールーニー、アル＝マッラークシー、アル＝カーシーによって確認された。アル＝フジャンディーは自身の装置を用いて夏至と冬至における地平線上の太陽の角度を測定した。これらの2つの測定値から六分儀の位置の緯度と黄道傾斜角を計算することができる。[ 1 ]
ウルグ・ベグは、半径が36メートルまたは40.4メートル（資料によって異なる）のファクリ六分儀を製作した。これは15世紀における同種の機器としては最大のものであった。ウルグ・ベグ天文台に設置されたこの六分儀は、精巧に作られた弧を持ち、測定を行う助手がアクセスできるように両側に階段が設けられていた。[ 3 ] [ 4 ]
大型金属フレームを基盤とした六分儀は、壁掛け式の観測機器に比べて、どの向きでも使用できるという利点があった。これにより、天体間の角度距離を測定することが可能になった。
これらの計器は、反射式計器である航海用六分儀とは大きく異なります。航海用六分儀は鏡を使って太陽、月、星の像を地平線に映し出し、対象物の高度を測定します。鏡を使用するため、測定される角度は計器の弧の長さの2倍になります。したがって、航海用六分儀は、60°の弧で120°を測定できます。これに対し、天体観測用六分儀は大型で、角度を直接測定します。60°の弧であれば、最大でも60°しか測定できません。
これらの大型六分儀は、主に木材、真鍮、または両方の組み合わせで作られています。フレームは十分な重さがあり、剛性が高く、機器のたわみによる変化で観測精度が損なわれることなく、信頼性の高い測定が可能です。フレームは支持構造に取り付けられており、使用中は所定の位置に保持されます。場合によっては、六分儀の位置を調整して、あらゆる向きで測定を行うことができます。機器のサイズと重量を考慮して、容易に移動できるようバランス調整が行われました。
観測は通常アリダードを用いて行われたが、新型の機種では望遠鏡を使用するものもあった。場合によっては、観測者がその大きさに関わらず機器を操作できるように、カウンターウェイトと滑車を用いたシステムが用いられた。
これらの機器は、小型の機器とほぼ同じように使用され、サイズが小さい分、必要な労力も軽減されたと考えられる。機器によっては、操作に複数人の人員が必要だったものもあっただろう。
六分儀が固定されている場合は、アリダードまたは同様の指標の位置のみを決定すればよい。その場合、観測者はアリダードを動かして観測対象が照準の中心に来るようにし、弧に刻まれた目盛りを読み取る。
移動可能な機器の場合、手順はより複雑でした。2本の線で対象物を視準する必要がありました。通常、機器の縁には照準器が設けられており、機器を2つの対象物のうちの1つに合わせます。次に、アリダードをもう1つの対象物にも合わせます。各対象物が1組の照準器の中心に収まったら、読み取り値を取得できます。非常に大きな機器で動いている星を観測する場合、これは困難な作業となる可能性があり、1人で両方の照準器を容易に確認することは難しいかもしれません。助手がいると非常に助かります。右側のヘベリウス機器の図は、2人がそのような六分儀をどのように使用するかを示しています。妻のエリザベータが機器を合わせている間に、ヨハネスがアリダードを設定しています。