星空觀測入門指導

06-01

觀測星空給天文愛好者們帶來了無窮的樂趣。但初學者往往不知如何下手，針對一些愛好者提出的常見問題，我們在這裡介紹一些天文觀測涉及的基礎知識，也期待著越來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

　　出門旅遊，隨身攜帶一份地圖會帶來許多方便。觀測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。假設以地球為中心，無窮遠為半徑，形成一個假想的球，稱之為天球。我們可以將天球想像為一個非常巨大的、透明的空心球，中心是小小的地球。把地球的南極點、北極點連成一條直線，並將這一直線延長，和天球就會交於兩點，南天極和北天極。通過南天極、北天極的軸線稱為極軸。同樣的道理，將地球赤道擴大，在天球上就形成天赤道。通過觀測者的鉛垂線與天球也交於兩點，頭頂上方的叫天頂，下方的叫天底。過天球兩極和天頂的大圓稱天球子午圈。天體經過觀測者子午圈時，稱天體處於中天狀態。距天頂較近的為上中天，這時天體升得最高，是觀測的好時機。天球上除了天赤道外，還有另外一個圓圈稱為黃道，代表太陽每年的運動軌跡在天球上的投影。天赤道和黃道有兩個交點。太陽沿著黃道由南向北與天赤道相交的那一點叫春分點，另一點叫秋分點。黃道上與春分、秋分點相距90?的兩點叫二至點。天赤道以北的稱夏至點，以南的稱冬至點。太陽運行到夏至點時，直射點北移，於是北半球炎熱，南半球寒冷，冬至點時正好相反。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，諸如東經116?4′、北緯39?9′(北京)，東經108?9′、北緯34?2′(西安)等等。那麼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，然後再用坐標來表示天體的具體位置。赤道坐標是天文學中最常用的，由赤經和赤緯兩個值組成。赤經相當於地球的經度，逆時針繞著天球赤道，單位是小時(符號h)，起始點為春分點，取值範圍從0時到24時。赤緯相當於地球緯度，天赤道為0?，向北為正，向南為負，取值範圍0?到90?。赤經、赤緯常用α,δ表示。例如某恆星赤道坐標為α=5h16m, δ=46?，查星表得知該星是五車二。

　　星座和星圖

　　人們為了便於識別、分類天上的星星，把天空劃分成若干區域，每個區域就稱為星座。古代的觀星家以神或動物的名字為星座命名。1928年，國際天文聯合會將全天星座整理為88個，就是目前通用的88星座。在星座區域內，天文學家使用統一的名字、字母和數字表示天體。

　　星座共88個，用一套三個字母縮寫符號表示。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，取決於實際的光度和距離地球的遠近。星等的刻度是對數尺度，1等星比6等星亮100倍。明亮的恆星視星等較小，甚至是負數。

　　星名星座內最亮的恆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。肉眼可見的恆星大多有弗氏星號(如天鵝座61)，數字以赤經為序。變星用R以後的大寫字母表示，深空天體(星雲、星團、星系)則在數字序號前加M、NGC、IC等字母，分別代表梅西耶、星雲星團新總表、索引星表。

　　儘管剛入門的天文愛好者可以輕鬆地辨別出主要恆星和星座，但要找到眾多光線微弱的天體，即便是長年的觀測者也必須依靠星圖。眾多天文愛好者的經驗表明，在實際觀測活動中結合使用星圖，將大大加快初學者對天空的熟悉進程。目前國內可以買到的、最好的業餘天文觀測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》上刊登的四季星空圖集。一些天文書籍、期刊上也附有星圖，還有就是可以在網上獲得不少星圖資料，如日本《天文指南》雜誌網站(www.temmon.net)。

　　觀測指導

　　首先，初學者應注意星圖與地圖的一點區別。地圖上方向是按上北下南左西右東標註的，而星圖上則變成上北下南左東右西，也就是東西反向。原因是星圖表現了觀測者仰視所見到的星空。觀察頭頂附近的星座，請將星圖置於頭頂位置，星圖北、南分別與實際方向保持一致。觀測者邊看星圖邊和實際星空比對(夜晚請用紅光手電筒提供照明)。因為印刷星圖只能反映某一特定緯度所見星空實景，所以很多愛好者會發現星空與星圖上有所差異，這是正常現象。觀察東南西北任一方向半天以下星座則不用那麼辛苦，只需將星圖豎起，讓所觀察方向一側朝下，再和實際星空進行比對。例如，觀測西方天空星座，請將星圖豎起，星圖西方朝下即可。

　　觀測建議

　　 ◎ 開展觀測活動前，請先讓眼睛有10～30分鐘的時間適應黑暗。

　　 ◎ 手電筒上貼紅色塑膠紙或包上一塊紅布，因為黑夜裡眼睛對紅光較不敏感。

　　◎注意保暖，夏天也要小心寒氣。

　　 ◎ 初學者觀測先從大星座和一些明亮的恆星開始。重點記住星座主要亮星的位置和特徵。像冬天的獵戶座，腰帶上的三顆星就是最明顯的識別標誌。春節的北斗七星，鬥口兩顆星連線延長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，這些都有助於愛好者識別星座。熟悉亮星和主要星座後，再向周邊擴展，認識更多的星座。識別出星座後，最好自己畫下星座草圖，比照星圖整理後，一起記入觀測日記，這樣效果會更好一些。

　　 ◎ 觀測過程中有時需要估計天體的視大小和距離(用角度表示)。我們可以利用一些簡單的方法進行測量。將你的手臂伸直，五指併攏的寬度約為10?，食指相當於太陽或滿月的寬度(0.5?)等。還有北斗七星全長25?，鬥口兩星相距5?，獵戶座三星連線約1.5?。利用這些數據，可以進行簡單快捷的目視估測。

　　◎觀測場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。城市裡應選擇郊區高地或高大建築物頂層平台。周圍燈光應較少，特別是城市主幹道、寫字樓、廣場等處的照明光源對觀測干擾很大，請大家盡量避開。

　　◎觀測時間上要求天氣晴朗，有月光也無妨。有月光的夜晚，初學者識別星座可能更容易一些，因為較暗弱的天體在月光更不容易被觀測到，反而有助於觀測者識別星座主體。

　　◎關於觀測器材，對初學者來說，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鬆地識別星空，還靠愛好者們在實踐中，不斷地學習，不斷地摸索，也希望你們把自己在觀測中的好建議寄給我們，與大家共享。