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星空觀測(cè)入門指導(dǎo)

2013.08.13

觀測(cè)星空給天文愛好者們帶來(lái)了無(wú)窮的樂趣。但初學(xué)者往往不知如何下手，針對(duì)一些愛好者提出的常見問題，我們?cè)谶@里介紹一些天文觀測(cè)涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，也期待著越來(lái)越多的朋友能與我們一起欣賞頭頂上這一片純凈美麗的星空。
　　
　　天球及赤道坐標(biāo)
　　
　　出門旅游，隨身攜帶一份地圖會(huì)帶來(lái)許多方便。觀測(cè)星空同樣少不了地圖，這就是星圖。介紹星圖之前，必須先讓大家了解天球的概念。假設(shè)以地球?yàn)橹行?，無(wú)窮遠(yuǎn)為半徑，形成一個(gè)假想的球，稱之為天球。我們可以將天球想象為一個(gè)非常巨大的、透明的空心球，中心是小小的地球。把地球的南極點(diǎn)、北極點(diǎn)連成一條直線，并將這一直線延長(zhǎng)，和天球就會(huì)交于兩點(diǎn)，南天極和北天極。通過(guò)南天極、北天極的軸線稱為極軸。同樣的道理，將地球赤道擴(kuò)大，在天球上就形成天赤道。通過(guò)觀測(cè)者的鉛垂線與天球也交于兩點(diǎn)，頭頂上方的叫天頂，下方的叫天底。過(guò)天球兩極和天頂?shù)拇髨A稱天球子午圈。天體經(jīng)過(guò)觀測(cè)者子午圈時(shí)，稱天體處于中天狀態(tài)。距天頂較近的為上中天，這時(shí)天體升得最高，是觀測(cè)的好時(shí)機(jī)。天球上除了天赤道外，還有另外一個(gè)圓圈稱為黃道，代表太陽(yáng)每年的運(yùn)動(dòng)軌跡在天球上的投影。天赤道和黃道有兩個(gè)交點(diǎn)。太陽(yáng)沿著黃道由南向北與天赤道相交的那一點(diǎn)叫春分點(diǎn)，另一點(diǎn)叫秋分點(diǎn)。黃道上與春分、秋分點(diǎn)相距90?的兩點(diǎn)叫二至點(diǎn)。天赤道以北的稱夏至點(diǎn)，以南的稱冬至點(diǎn)。太陽(yáng)運(yùn)行到夏至點(diǎn)時(shí)，直射點(diǎn)北移，于是北半球炎熱，南半球寒冷，冬至點(diǎn)時(shí)正好相反。黃道與天赤道存在著23?26′交角，這也正是我們地球上氣候有四季之分的根本原因。
　　

　　在地球上表示地理位置用地理坐標(biāo)，諸如東經(jīng)116?4′、北緯39?9′(北京)，東經(jīng)108?9′、北緯34?2′(西安)等等。那么天體的位置如何確定呢？這就要利用上面介紹的天球。將天體投影在天球上，然后再用坐標(biāo)來(lái)表示天體的具體位置。赤道坐標(biāo)是天文學(xué)中最常用的，由赤經(jīng)和赤緯兩個(gè)值組成。赤經(jīng)相當(dāng)于地球的經(jīng)度，逆時(shí)針繞著天球赤道，單位是小時(shí)(符號(hào)h)，起始點(diǎn)為春分點(diǎn)，取值范圍從0時(shí)到24時(shí)。赤緯相當(dāng)于地球緯度，天赤道為0?，向北為正，向南為負(fù)，取值范圍0?到90?。赤經(jīng)、赤緯常用α,δ表示。例如某恒星赤道坐標(biāo)為α=5h16m, δ=46?，查星表得知該星是五車二。
　　
　　星座和星圖
　　
　　人們?yōu)榱吮阌谧R(shí)別、分類天上的星星，把天空劃分成若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域就稱為星座。古代的觀星家以神或動(dòng)物的名字為星座命名。1928年，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)將全天星座整理為88個(gè)，就是目前通用的88星座。在星座區(qū)域內(nèi)，天文學(xué)家使用統(tǒng)一的名字、字母和數(shù)字表示天體。
　　星座共88個(gè)，用一套三個(gè)字母縮寫符號(hào)表示。例如：人馬座(Sagittarius)，以Sgr表示，大熊座(Ursa Major)縮寫為UMa。
　　星等天體在夜空的亮度稱為視星等，取決于實(shí)際的光度和距離地球的遠(yuǎn)近。星等的刻度是對(duì)數(shù)尺度，1等星比6等星亮100倍。明亮的恒星視星等較小，甚至是負(fù)數(shù)。
　　星名星座內(nèi)最亮的恒星一般按亮度以字母順序排列。如天鵝座最亮星就命名為天鵝座α星。肉眼可見的恒星大多有弗氏星號(hào)(如天鵝座61)，數(shù)字以赤經(jīng)為序。變星用R以后的大寫字母表示，深空天體(星云、星團(tuán)、星系)則在數(shù)字序號(hào)前加M、NGC、IC等字母，分別代表梅西耶、星云星團(tuán)新總表、索引星表。
　　

　　盡管剛?cè)腴T的天文愛好者可以輕松地辨別出主要恒星和星座，但要找到眾多光線微弱的天體，即便是長(zhǎng)年的觀測(cè)者也必須依靠星圖。眾多天文愛好者的經(jīng)驗(yàn)表明，在實(shí)際觀測(cè)活動(dòng)中結(jié)合使用星圖，將大大加快初學(xué)者對(duì)天空的熟悉進(jìn)程。目前國(guó)內(nèi)可以買到的、最好的業(yè)余天文觀測(cè)星圖是由北京天文館編印的《新編全天星圖》，其次是1995年《天文館研究》上刊登的四季星空?qǐng)D集。一些天文書籍、期刊上也附有星圖，還有就是可以在網(wǎng)上獲得不少星圖資料，如日本《天文指南》雜志網(wǎng)站(www.temmon.net)。
　　
　　觀測(cè)指導(dǎo)
　　
　　首先，初學(xué)者應(yīng)注意星圖與地圖的一點(diǎn)區(qū)別。地圖上方向是按上北下南左西右東標(biāo)注的，而星圖上則變成上北下南左東右西，也就是東西反向。原因是星圖表現(xiàn)了觀測(cè)者仰視所見到的星空。觀察頭頂附近的星座，請(qǐng)將星圖置于頭頂位置，星圖北、南分別與實(shí)際方向保持一致。觀測(cè)者邊看星圖邊和實(shí)際星空比對(duì)(夜晚請(qǐng)用紅光手電提供照明)。因?yàn)橛∷⑿菆D只能反映某一特定緯度所見星空實(shí)景，所以很多愛好者會(huì)發(fā)現(xiàn)星空與星圖上有所差異，這是正?，F(xiàn)象。觀察東南西北任一方向半天以下星座則不用那么辛苦，只需將星圖豎起，讓所觀察方向一側(cè)朝下，再和實(shí)際星空進(jìn)行比對(duì)。例如，觀測(cè)西方天空星座，請(qǐng)將星圖豎起，星圖西方朝下即可。
　　
　　觀測(cè)建議
　　
　　 ◎ 開展觀測(cè)活動(dòng)前，請(qǐng)先讓眼睛有10～30分鐘的時(shí)間適應(yīng)黑暗。
　　 ◎ 手電筒上貼紅色塑膠紙或包上一塊紅布，因?yàn)楹谝估镅劬?duì)紅光較不敏感。
　　◎注意保暖，夏天也要小心寒氣。
　　 ◎ 初學(xué)者觀測(cè)先從大星座和一些明亮的恒星開始。重點(diǎn)記住星座主要亮星的位置和特征。像冬天的獵戶座，腰帶上的三顆星就是最明顯的識(shí)別標(biāo)志。春節(jié)的北斗七星，斗口兩顆星連線延長(zhǎng)5倍就可以輕而易舉地找到北極星。秋季北天有呈W型的仙后座，天頂有飛馬座－仙女座秋天是四邊形，而在春季、夏季、冬季均呈大三角，這些都有助于愛好者識(shí)別星座。熟悉亮星和主要星座后，再向周邊擴(kuò)展，認(rèn)識(shí)更多的星座。識(shí)別出星座后，最好自己畫下星座草圖，比照星圖整理后，一起記入觀測(cè)日記，這樣效果會(huì)更好一些。
　　 ◎ 觀測(cè)過(guò)程中有時(shí)需要估計(jì)天體的視大小和距離(用角度表示)。我們可以利用一些簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行測(cè)量。將你的手臂伸直，五指并攏的寬度約為10?，食指相當(dāng)于太陽(yáng)或滿月的寬度(0.5?)等。還有北斗七星全長(zhǎng)25?，斗口兩星相距5?，獵戶座三星連線約1.5?。利用這些數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單快捷的目視估測(cè)。
　　◎觀測(cè)場(chǎng)地的選擇既可以是海灘，也可以是一定海拔高度的平原或高原，要求自然地平，觀察視線盡量少被阻擋。城市里應(yīng)選擇郊區(qū)高地或高大建筑物頂層平臺(tái)。周圍燈光應(yīng)較少，特別是城市主干道、寫字樓、廣場(chǎng)等處的照明光源對(duì)觀測(cè)干擾很大，請(qǐng)大家盡量避開。
　　◎觀測(cè)時(shí)間上要求天氣晴朗，有月光也無(wú)妨。有月光的夜晚，初學(xué)者識(shí)別星座可能更容易一些，因?yàn)檩^暗弱的天體在月光更不容易被觀測(cè)到，反而有助于觀測(cè)者識(shí)別星座主體。
　　◎關(guān)于觀測(cè)器材，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可以使用7?50或10?50雙筒鏡。
　　歸根到底，要想熟練地能在夜晚輕松地識(shí)別星空，還靠愛好者們?cè)趯?shí)踐中，不斷地學(xué)習(xí)，不斷地摸索，也希望你們把自己在觀測(cè)中的好建議寄給我們，與大家共享。

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