学会看星空

作者：地理人来源：未知时间：2022-09-08 阅读：次字体：大中小在线投稿

　　由于恒星的相互位置看起来是不变的，随着地球的自转与公转，它们在不同的时候出现在天空的方位不同。当你晚上在野外迷失方向的时候，你可以找北极星。北极星在地球自转轴北极指的方向，它在正北天空。古代的航海家们可以通过观测九颗选定的恒星（“航海九星”）在天空中的位置来判别航向。而当代的星际航行也利用恒星来导航。阿波罗11号载人登月飞船就通过光学定位仪用恒星定位，以确保飞船沿既定轨道运行。熟识星空还可确定时刻，例如在大年三十的20点左右，猎户星座中的“三星”就刚好在正南天空。而古埃及人能够通过观测星空来预言尼罗河水是否会泛滥。中国殷代的人们则能够通过观测星空知道是否该开始播种。

星图

星等

天文学家们把恒星的亮暗分成许多等级，这种等级的名称叫星等。星等是表示天体相对亮度的数值。它是天体光度学的重要内容。星越亮，星等数值越小。星越暗，星等数值越大。

　　早在公元前2世纪，古希腊有一位天文学家叫伊巴谷，他在爱琴海的罗得岛上建起了观星台，他对恒星天空十分熟悉。一次，他在天蝎星座中发现一颗陌生的星。凭他丰富的经验判断，这颗星不是行星，但是前人的记录中没有这颗星。这是什么天体呢？这就引出了这位细心的天文学家一个重要的思路。他决定绘制一份详细的恒星天空星图。经过顽强的努力，一份标有1000多颗恒星精确位置和亮度的恒星星图终于在他手中诞生了。为了清楚地反应出恒星的亮度，伊巴谷将恒星亮暗分成等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星，把眼睛看到最暗弱的恒星做为六等星。在这中间又分为二等星、三等星、四等星和五等星。

　　伊巴谷在2100多年前奠定的“星等”概念基础，一直沿用到今天。到了19世纪中叶，由于光度计在天体光度测量中的应用，发现从一等星到六等星之间差五个星等，亮度相差约100倍。也就是说，一等星比六等星亮约100倍。一等星比二等星亮2.512倍，二等星比三等星亮2.512倍，依此类推。当然，现在对天体光度的测量非常精确，星等自然也分得很精细。把比一等星还亮的定为零等星，比零等星还亮的定为-1等星，依此类推，同时，星等也用小数表示。比如，太阳的亮度为-26.7等星，满月为-12.7等星，金星最亮时为-4.4等星。全天最亮的恒星棗天狼星为-1.46等星，老人星为-0.72等星，织女星为0.03等星，牛郎星为0.77等星。

　　在晴朗而又没有月亮的夜晚，出现在我们面前的恒星天空中，眼睛能直接看到的恒星约3000颗，整个天球能被眼睛直接看到的恒星约6000颗。当然，通过天文望远镜就会看到更多的恒星。中国目前最大的光学望远镜，物镜直径2.16米，装上特殊接收器，它可以观测到22-23等星。美国1990年4月24日发射的绕地球运行的哈勃太空望远镜，可以观测到28等星。
星座和星名

　　茫茫星海，常常使很多人望而生叹，不知该怎样认星。其实，和星星交朋友也不难。这要首先了解星区是怎样划分的。就像了解你的挚友一样，你应知道他家的住址，他家周围的环境特征。恒星天区的划分，就相当于街区的划分。

　　中国古代把恒星天空划分成三垣二十八宿（xiù）。古人注意到太阳和月亮经过的黄道附近星区，就将沿黄道和赤道的天区又分成大小不等的二十八个小区，就叫二十八宿。宿就是住地的意思。月亮在绕地球运动过程中，每日从西往东经过一宿。人们又把相连的七宿合称一象，共四象。每象用有代表性的动物名称命名。它们是苍龙：角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿；玄武（龟和蛇）：斗、牛、女、虚、危、室、壁七宿；白虎：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参七宿；朱雀：井、鬼、柳、星、张。翼、轸七宿。中国古代还把28宿以外的星区划分为三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。垣就是墙的意思。意思就是以墙围起的星区。紫微垣包括北天极附近的星区，太微垣大致包括室女星座、后发星座和狮子星座，天市垣包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鹰等星座。中国古代还给明亮的恒星起了专门的名字，这些恒星名字可以归纳为几种类型：根据恒星所在的天区命名，如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二等；根据神话故事的情节来命名，如牛郎星、织女星、北落师门、天狼星和老人星等；根据中国二十八宿命名，如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等；根据恒星的颜色命名，如大火星（即心宿二）；还有根据古代的帝王将相官名来命名等。古巴比伦、古希腊等许多古老的民族都有关于恒星天空的划分方法和神话故事。

　　1928年，国际天文学联合会决定，将全天划分成88个星区，叫星座。星座名称是由亮星组成的图形，结合神话故事，用人物、动物和器具给予命名的。在这88个星座中，沿黄道天区有12个星座。它们是双鱼座，白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座。北天29个星座。它们是小熊座、大熊座、天龙座、天琴座、天鹰座、天鹅座、武仙座、海豚座、天箭座、人马座、狐狸座、飞马座、蝎虎座、北冕座、巨蛇座、小狮座、猎犬座、后发座、牧夫座、天猫座、御夫座、小犬座、三角座、仙王座、仙后座、仙女座、英仙座、猎户座、鹿豹座。南天有47个星座。它们是唧筒座、天燕座、天坛座、雕具座、大犬座、船底座、半人马座、鲸鱼座、蝘蜓座、圆规座、天鸽座、南冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、剑鱼座、波江座、天炉座、天鹤座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印第安座、天兔座、豺狼座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、孔雀座、凤凰座、绘架座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、玉夫座、盾牌座、六分仪座、望远镜座、南三角座、杜鹃座、船帆座、飞鱼座。

　　这88个星座大小不一，形态各异，范围最大的是长蛇座。它东西跨过102°，真是名副其实的“长蛇阵”。不过这个星区没什么特别亮的恒星，不怎么引人注意。范围最小的星座是南天极附近的南十字星座。

　　比较引人注目的亮星，是恒星中的“大人物”，人们给它们起了名字。对众多的恒星，1603年，德国业余天文学家拜尔（Bayer，Johann）建议命名的方法是：每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列，以该星座名称加一个希腊字母顺序表示。如猎户座α（中名参宿四）、猎户座β（中名参宿七）、猎户座γ（中名参宿五）、猎户座δ（中名参宿三）……。如果某一星座的恒星超过了24个希腊字母，就用星座名称后加阿拉伯数字，如天鹅座61星，天兔座17星等。如今，大望远镜和新的观测技术不断涌现，被观测到的恒星越来越多，天文学家们就像管理户口一样，将它们一一登记入册，编成星表。星表中的编号就和天体的名字一样。天文学家可以根据星表中记录的天体坐标，把天文望远镜对准它们。

　　世界上有记载的最古老的星表为公元前5世纪的甘石星表。有记载的星图为我国敦煌星图。目前世界上有各种各样的星表上千种。最重要的有哈勃空间望远镜导星星表和星图等。
北斗七星和北极星

　　对中国广大地区来说，北斗七星和北极星常年可见。在壮丽的恒星天空中，它们像指路灯塔，似报时鸣钟，自古以来就是人们最熟悉的星星朋友。

　　北极星现在在很靠近地球北极指向的天空。因此，看起来它总在北方天空。正是因为它所处的位置重要，才大名鼎鼎。其实，按亮度它只是一颗普通的二等星，属于“小字辈”。它离我们是300多光年。北极星属于小熊星座中最亮的恒星，也叫小熊座α星。中国古代称它为“勾陈一”或“北辰”。在星座图形上，它正处于小熊的尾巴尖端。

　　说到这里，或许你要问：小熊星座α星永远享受北极星的尊称吗？或者说，地球自转轴的北极永远指向这颗星吗？首先应该指出，地球自转轴也是在周期性的缓慢摆动。因此，地球自转轴北极指向的天空位置自然也是变动的。可见，北极星的“皇位”也存在轮流坐庄的可能。天文学家们早已算出，4800年前，北极星不是现在小熊座α星，而是天龙座α星，中国古代称它为右枢。那时右枢获得北极星的殊荣。到公元1000年，也就是中国北宋初年的时候，地球北极指向的天空离现在北极星棗小熊座α星的角距还有6度。可见，那时它还远远不能作北极星。现在地球自转轴北极指向的天空离小熊座α星的角距只有约1度。目前地球自转轴北极指向的天空正以每年15角秒的速度接近小熊座α星。到公元2100年前后，地球自转轴北极指向的天空和小熊座α星之间的角距最小，仅有约28角分。似乎这时它的“地位”才达到北极星的顶峰。以后，地球自转轴北极指向的天空将逐渐远离小熊座α星。到公元4000年前后，仙王座γ星将成为北极星。到公元14000年前后，天琴座α星棗织女星将获得北极星的美名。那时人们再谈起牛郎和织女的故事来，织女星“入主北极星的皇位”身份，远远超过牛郎星。地球自转轴这样摆动一周的时间，大约是26000年。这说明一切事物都是在运动的，静止只是暂时的，是相对的，运动变化才是永恒的。

　　北斗七星属大熊星座的一部分，从图形上看，北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这七颗星中有6颗是2等星，一颗是3等星。通过斗口的两颗星连线，朝斗口方向延长约5倍远，就找到了北极星。认星歌有：“认星先从北斗来，由北往西再展开。”初学认星者可以从北斗七星依次来找其它星座了。

（A）10万年前的北斗七星

（B）现在的北斗七星

（C）10万年后的北斗七星

北斗星
北斗七星在10万年前后的变化

　　北斗七星组成的图形永远不变吗？它永远是找北极星的“工具”吗？当然不是这样。宇宙间一切物体都在运动和变化之中，恒星也不例外。既然恒星也在运动，那么北斗七星组成的图形当然也在变化。这七颗星离我们的距离不等，在70～130光年之间。它们各自运行的速度和方向也不一样。天文学家们已经算出，10万年前看到的北斗七星组成的图形和10万年后将要看到的图形，都和今日的大不一样。
四季星空

　　寒来暑往，斗转星移。这说明随着一年四季的变更，四季星空也在变化。由于地球在绕太阳运动过程中，地球和太阳的相对位置不断变化，因此，一年中同是在晚上，不同季节看到的星象是不一样的。现在我们以北京（北纬40度）为例，看看四季星空。

春季星空

狮子座

　　每年3～5月为春季，以4月中旬晚上八九点钟看到的星空为例。这时你会看到北斗七星斗柄指向东方。北斗七星南方的是狮子座。它的头部朝西，由几颗较亮的星组成弯弯镰刀形，其中最亮的星叫轩辕十四，它发出青白色的光芒，是1等星，它位于黄道上。狮子的尾巴在东，主要由三颗星组成一个三角形。狮子座的西边是巨蟹座，它的图形被想象成一只大螃蟹。在这个星座中可以用眼睛直接看到一个朦胧的光斑，叫蜂巢星团。在狮子星座的左下方是室女星座。室女座中最亮的恒星叫角宿一。巨蟹座、狮子座和室女座都是黄道星座。在轩辕十四和角宿一之间，是黄道和大赤道的交点之一--秋分点，每年9月23日前后，看起来太阳在黄道上运动，正经过这个天区。在室女座的下面是由四颗星组成一个略为偏离梯形的四边形，它属乌鸦座。乌鸦座下面是横贯东西的长蛇座。从北斗七星的斗柄自然延伸出去，我们会看到一颗亮星，它就是牧夫座里的亮星--大角星。大角星是零等星，也是北半天球最亮的恒星。在狮子座和牧夫座之间是后发座，这个星座不大，也没什么亮星，但是这个小星座名气很大：一是北银极就在这个星座里，二是这个星区包含许多星系级的天体系统，如后发星系团。只有通过天文望远镜才能揭示它们的秘密。

狮子座

天鹅座

　　每年6～8月为夏季，以7月中旬晚上八九点钟看到的星空为例。这时北斗七星的斗柄指向南方。春夜星空中的大角星已移到西方天空。夏夜星空中最引人注意的是从东北到南方横跨太空的茫茫银河。银河西岸的织女星是天琴星座中的亮星，和织女星隔着银河相望的是牛郎星，牛郎星也叫河鼓二。牛郎星属天鹰座，神话故事把它想象成一只振翅高飞的雄鹰。牛郎星两旁各有一颗小星。这就是神话故事中的牛郎和织女的两个孩子，它们和牛郎星合称扁担星，牛郎星的左下方还有四颗小星组成一个菱形。这几颗星属海豚座。从海豚座往东北方，你会看到一个较大的星座，叫天鹅座。它主要由六颗星组成一个大十字形。古希腊神话故事把它想象成一只在银河上空低飞的天鹅。天鹅尾巴处的亮星叫天津四。夏夜星空中南方天空的银河分外明亮。那里有许多有趣味的大体。首先，巨大而壮观的天蝎星座头朝西，尾向东，形态十分逼真。天蝎座中有一颗红色亮星，犹如天蝎的心脏，它就是著名的心宿二，也叫大火星，还被称为商星。天蝎座的东面是人马星座。古希腊人把它想象成半人半马的怪物。人马座是银河最明亮的区域，在银河系的中心方向；通过天文望远镜观测这个天区，你会发现许多色彩鲜明、形态各异的双星、星团和星云；在这个星座中有六颗星组成类似北斗七星的“斗形”，它叫南斗六星。

秋季星空

飞马座

　　每年9～11月为秋季，以10月中旬晚上八九点钟看到的星空为例。这时北斗七星己来到北方低空。一般来说，这时在中国长江流域以南的地区是很不容易见到北斗七星了。不过，请你放心，你要认星仍然有替代北斗七星的“助手”，它就是仙后星座。这时仙后星座正出现在头顶高空。它的主要亮星组成一个W形。通过其中α星和κ星的连线延长出去，也可以找到北极星。仙后座南方的是仙女星座。仙女星座的形态很象一支牛角，其中有个名气很大的天体。它就是在γ星附近有一个肉眼约摸直接可见的亮斑--仙女座星系（M31）。它是我们银河系的近邻，关于它的情况，后面还要介绍。在仙女座东北方的是和仙女、仙后连在一起的英仙星座，在仙后座西北方的是仙王座，古希腊神话故事把它们称为“王族星座”：仙王座（国王），仙后座（王后），仙女座（安德洛美达），英仙座（帕修斯），飞马座（飞马），鲸鱼座（海怪）。秋夜星空的中心是仙女座的“邻居’--飞马座，古希腊神话故事把它想象成一匹长着翅膀的飞马，它的主要亮星和仙女座α一起构成一个巨大的正方形。飞马座的南方是双鱼座和宝瓶座。它们是黄道星座。宝瓶座的东方是鲸鱼座。秋夜星空中虽然亮星不多，但是秋季天高气爽，仍然是认星的好时节。

冬季星空

金牛座

　　每年12月～第二年2月为冬季，以1月中旬晚上八九点钟看到的星空为例。冬季尽管天气寒冷，可冬夜星空中的亮星数胜过其它三个季节，显得分外壮丽，这时北斗七星已来到东北方天空，斗柄指向北方。冬夜星空的中心是出现在南方天空的猎户座。古希腊神话故事把猎户座想象成一位勇敢的猎人。猎户座主要由七颗亮星组成，中间横着的三颗星为猎户的腰带，腰带下面竖着的三颗星为猎户的宝剑，猎户腰带三颗星就是民间说的“三星”。猎户右肩上的亮星发红，叫参宿四，是有名的红超巨星，左腿上的蓝色亮星叫参宿七，在猎户宝剑的三颗星中间附近，有久负盛名的天体棗猎户座大星云。通过天文望远镜观测它时，你会看到它像盛开的棉桃。猎户座的左下方有猎户的两条爱犬棗大犬座和小犬座陪伴着它。大犬座中的亮星是全天看起来最亮的恒星，它就是赫赫有名的天狼星。在猎户座的左上方是一对双生兄弟，叫双子座。古希腊神话说他们兄弟二人诚挚友爱，感动了天神，天神将他们升上天空变为星座。双子座的西边是一头凶猛的野牛，叫金牛座。金牛座中有一团小星，民间称它为七姐妹星团，也叫昴星团。金牛座中红色的亮星叫毕宿五，它和轩辕十四、心宿二、北落师门被古人称为“四王星”。金牛座和双子座都是黄道星座。每年6月22日夏至前后，太阳来到双子座和金牛座之间，这是一年中太阳在黄道上离天赤道最靠北的位置，离天赤道约23.5度。金牛座的上方是御夫座。它正处银河之中，主要由五颗亮星组成五边形，这五边形很像风筝，最亮的一颗星叫五车二，它发出黄色光芒，和我们的太阳同属一个恒星类型。
环球星空

　　在地球上不同纬度，见到的星空景象是否完全一样呢？假如你到中国的北极村---漠河，假如你站在海南省的天涯海角，星空景象有何变化呢？

　　在北京（北纬40度）北极星离地平的高度约40度。北方天空永不落下或大部分不落下的星座有：小熊座、大熊座、天龙座、仙后座、仙王座、英仙座、鹿豹座和天猫座等;南天极附近的约有23个星座在北京永远看不到或只看到一部分；其它星座在北京均看到有升有落。有升有落的星座在天球上东升西落的视运动路线与地平的交角约50度。也就是等于90度减观测者所在的地理纬度。

　在北极极点（北纬90度）这时地球上的最北点就在你的脚下。北极星离地平的高度为90度，也就是说，北极星到了头顶的方向。你面前的任何方向都是南方，天空只是从左往右旋转，北半天球的星星都在地面以上，永不落下。南半天球的星星都在地平以下，永不升起。大家熟悉的天狼星、老人星、角宿一、心宿二、北落师门等，都看不到了。太阳从每年3月21日升出北极地平，一直到9月23日，太阳才落下地平，这就是北极点的半年白天。9月23日至第二年的3月21日，太阳永不升起，半年都是黑夜。这就是极昼极夜景象。北极的白熊早就熟悉了这种自然景观。

　　在赤道（纬度0度）北极星离地平的高度为0度。这时北极星正落在北方地平线上。星星和太阳都是垂直于地平升起和落下。在这里你可以在一年里看到整个天球上的恒星，88个星座都可以看到。所有的星星都有升有落。猎户座“三星”差不多从正东升起，经过头顶天空，从正西落下。真是“三星高照”了。

　　在南极点（南纬90度）从赤道往南一走，北极星就看不到了。到了南极点，你的脚下就是地球上最南的一点。你面前所有的方向都是北方，东西方向失去意义。这时和你在北极点看到的星空正好相反。这里只看到南半天球的星星。星空从右往左旋转，在地平以上的星星永不下落，北半天球的星星则永不升起。我们熟悉的牛郎星、织女星、大角星都不见了。而壮观的南十字星座分外引人注意。澳大利亚等国国旗上就标有南十字星座，作为“南国”的象征。但是南天极的位置没有南极星。在半人马座中你可以看到一个明亮的大斑点，约相当于4等星，它就是全天看起来最大最亮的球状星团，叫半人马ω星团。在山案座和剑鱼座之间，你可以看到一个云雾状的大斑，它就是大麦哲伦星系。在杜鹃座可以看到小麦哲伦星系。它们都是我们银河系的邻居。同样，在南极也有极昼极夜的景象。它与北极的时间正相反。也就是说，南极的极昼是从9月23日开始，到第二年3月21日结束。极夜是从3月21日至9月23日。