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辨天指南——天區分佈及天象

作者:由 APC科學聯盟 發表于 動漫時間:2022-06-10

作者:清流

天文學是一門建立在觀測上的學科,從原始人第一次仰望星空,到黑洞照片出爐,天文因觀測而誕生,也因觀測而發展。雖然現代天文學研究早已脫離“看”天吃飯的初級階段,但如何觀測依舊是天文愛好者入門所要學習的第一課,今天我們就來討論觀測天文學中的天象。

要想觀測好,應該知道天區的分佈及天區的重要天象。

辨天指南——天區分佈及天象

上面這是北斗七星和北極星,很好找,向北抬頭就看到了

(你需要先確定你所處觀測地點的緯度。因為北極星的地平高度等於觀測者所處地的地理緯度。確定緯度後,到了晴天夜幕降臨時,你面向著正北方,眼睛水平視,頭抬起,角度為剛才確定的緯度的度數,如你所處北緯45度,那你就抬起45度)

接下來就可以以它們為基點,找到其它的星座,比如:

辨天指南——天區分佈及天象

北斗七星的斗柄向後延伸一個弧度,大概一倍於鬥身長度的位置

,可以輕易找到一顆亮星,這就是

大角星

,位於

牧夫座

;牧夫座由幾顆中等亮度的星構成了一個五邊形,像個大風箏。這個星座中最亮的大角星(視星等為-0。04m),好似掛在風箏下面的一盞明燈。大角星是北方天空中最亮的三顆恆星之一(另外兩顆是織女星和五車二),人們稱譽它是“眾星之中最美麗的星”。俄國天文學家弗里德里希·斯特魯維最早用Pulcherrima這個名字來稱呼牧夫座,因為在雙星系統裡,它的確符合這個拉丁文單詞的含義——“最美麗的”。這個雙星系統( 牧夫座ε——梗河一)由一顆視星等2。70等的橙黃色巨星和一顆視星等5。12等的藍色主序星組成,在望遠鏡裡色彩對比強烈,異常美麗。每年的6月26日到7月2日期間是牧夫座流星雨活躍期,極盛時為6月27日,輻射點的赤道座標為赤經224°(14時56分)、赤緯+46°,前半夜輻射點較高,無月光干擾(月齡為20。2,下弦前二天),有利觀測。流星雨的天頂流量(ZHR)為0~100,流星雨中亮流星所佔比例較大。然而至今,天文學家們沒有掌握其變化規律、也很難預測其每次降臨時規模——牧夫座流星雨。

但由於一直以來牧夫座流星雨的變化沒有規律,比如從1927年一次大的爆發後,幾十年間它就沒有了蹤影,很多天文學家以為它消失了,誰曾想1998年它又忽然大規模地爆發。1998年之後它又玩起了捉迷藏,所以,出現多少,目前很難預測。不過,正是由於它的神秘,無論對於天文學家還是天文“追星族”來說就顯得尤為珍貴,它將對我們掌握牧夫座流星雨的規律提供更多的線索。

據瞭解,牧夫座流星雨又被稱為“追趕地球”的流星雨,因為它的速度相當慢,每秒為18公里,一般的流星雨速度是它的3-4倍,大約每秒60-70公里。

恆星的亮度是按“星等”劃分的,

數字越小越亮

。比如牧夫座的大角星的視星等為1等,比較亮;太陽的視星等約為-26等,最為明亮;而6等星就相當暗(對人眼來說)。流星從夜幕上劃過,一般從暗到亮,然後爆發,這時最亮。爆發後也就燒光了。有的火流星可達到-8以至-10等。在觀測條件相對理想的情況下,視力比較好的人可看到6等星,差一點的可看到3等到4等星。

辨天指南——天區分佈及天象

北斗七星相對北極星的另一側稍稍偏一點的位置,可以

找到5顆W狀較亮恆星,那就是仙后座

。仙后座是一個可與北斗星媲美的星座,其中可以用肉眼看清的星星至少有一百多顆,但特別明亮的只有六七顆。其中有3顆二等星和2顆三等星

構成一個明顯的英文大寫字母"w"的形狀,開口朝向北極星

,這是識別仙后座最主要的標誌。仙后座也可以這樣尋找:

把北斗七星的"天樞"(大熊座那顆)和北極星(小熊座那顆)的連線向南延伸約相等的長度,即可到達銀河"岸邊"的仙后座

。深空天體

M52

也稱為梅西爾 52或NGC 7654,是位於仙后座的一個疏散星團,在1774年被梅西爾發現。在地球使用雙筒望遠鏡就能看見這個星團。是個十分優秀的深空攝影素材。

又比如:

辨天指南——天區分佈及天象

東半球冬季夜空向南方高度角40度左右,可以看到獵戶座

(大方框中)。獵戶很好找,形狀也很經典(獵戶座的腰帶),亮星和星雲都很多,差不多是全天最精彩的星座。獵戶座最佳觀測日期為十二月上旬至四月上旬。出現時自東南方升起,經天頂後由西南方落下。

獵戶座α(參宿四)及 β(參宿七)

極亮,在一般無雲的夜空即可輕易見到,但由於冬季夜空亮星頗多,要辨認出獵戶座還須其它星補助,通常利用排成一直線的

腰帶三星

當其辨別指標。此三顆星視星等在 1。7 - 2。3 之間,在光害不大的天空易清晰可見,α 及β兩星位於腰帶之中垂線北南兩端,找出後在α的西方及β 的東方再找出

γ(參宿五)及κ(參宿六)

兩星,整個獵戶輪廓已呼之欲出了。從獵戶腰帶掛下來的是他的劍,它是由四合星(

獵戶座θ1及獵戶座θ2

)及

獵戶座大星雲(M42)

所組成,在中國稱為伐星。即使用肉眼也能夠清楚辨認出這個壯麗的天體不是一顆星;如果利用到雙筒望遠鏡,我們更可看到它那些年輕的恆星、發光的氣體及塵埃。

如果以一支小型望遠鏡去觀察獵戶座就能看到更多有趣的深空天體。

獵戶座大星雲(M42)

位於獵戶座中,獵戶座是取名自古希獵神話中的一名獵人,M42就位於他的佩劍上。M42的視面積大約是滿月時月光的面積5%。在一個又黑又清晰的晚上,毋需任何望遠鏡的幫助,只靠肉眼都可以看見M42,看起來是一片模糊不清的天體。M42距離我們約為1500光年,位於銀河系其中一條旋臂——獵戶臂上,我們的太陽系也是獵戶臂的一份子,一起環繞著銀河核心旋轉,上圖中心四顆特別明亮的星稱為獵戶四邊形聚星,它們是全星雲中最熱和質量最大的星。這四顆星的光芒把星雲照亮,就像閃光燈照射洞穴一樣,星雲藉此而發光,所以稱為發射星雲。

獵戶座大星雲是一個十分著名的星雲,人類自古以來都注視著這片模糊的區域,待天文望遠鏡的誕生和現今天文學的進步,人們才開始對這片宇宙的天體有更多的瞭解。

另一著名的星雲就是位於獵戶座ζ的

馬頭星雲(IC 434)

,它的名字來自當中的一團形似馬頭的黑色塵埃。馬頭星雲是業餘望遠鏡很難觀測的天體,所以天文業餘愛好者經常將“馬頭星雲”作為檢驗他們觀測技巧的測試目標。它的一部分是發射星雲,為一顆光譜型B7的恆星所激發;另一部分是反射星雲,為一顆光譜型B7的恆星所照亮。角直徑30‘,距地球350秒差距(一秒差距約為3。26光年)。

獵戶座裡面也有個流星雨,位置在ζ星和α星的連線向北延長一倍處。它的出現日期是每年的10月17日到10月25日,最盛期是10月21日,此外10月17日到18日的次極盛也值得關注。它也是由哈雷彗星引起的。

獵戶座中的參宿四與另外兩顆亮星天狼星(大犬座α星)、南河三(小犬座α星)組成了著名的

冬季大三角

,在冬季夜空中很耀眼,非常好找。

辨天指南——天區分佈及天象

沿著獵戶的右上方,延伸一個獵戶寬度的長度可以找到一顆亮星:

畢宿五(星宿名,即金牛座α)

,繼續延伸一倍距離可以找到著名的七姐妹星——

昴星團

;中國古代把其中的亮星列為昴宿,有關的傳說和神話很多。一般肉眼能看到6顆星,眼力好的話能看到更多,因此它能用來檢驗你視力好壞或者天氣晴朗情況。因為此星團中有一顆星是低等星,所以它不容易被看見。在此星團中並不是只有七顆星,而是三百多顆,不過都是非常暗罷了,您不用擔心是您的眼睛不好,因為大部分人(即使在很晴朗的夜空下)也很難分辨出這些暗星星。在雙筒鏡或者廣角鏡中,這個星團是個壯觀的天體,在5分之11度的直徑範圍內可以顯示超過100顆的恆星。對望遠鏡來說,即使在最低放大率下,這個星團也大到也無法在一個視場中看到全貌。星團中擁有許多雙星和聚星。昴宿五星雲NGC1435需要黑暗的天空才能看見,在廣角鏡中觀測效果最佳(Tempel是用一架4英寸望遠鏡發現它的)。

由於昴星團距離黃道較近(只差4度),星團被月亮掩食的現象會經常發生:這是非常吸引人的奇景,尤其對於那些只擁有廉價器材的愛好者來說(事實上,你用肉眼就可以觀測它,不過即使最小的雙筒鏡或者望遠鏡都會增加觀測的樂趣)。這樣的現象可以形象地說明月亮與這個星團之間的相對大小:Burnham指出月亮可以被“塞進”由昴宿六,昴宿一,昴宿五和昴宿二組成的四邊形內(在這種情況下,昴宿四,甚至昴宿三都會被月亮擋住)。同樣,行星也會執行到昴星團附近(金星,火星和水星甚至偶爾會從其中穿過),展示出壯麗的景象。

辨天指南——天區分佈及天象

沿著獵戶中參宿六到參宿一的延長線,走出兩個相當於參宿一到參宿四的距離的長度,可以找到

五車五

,不是很亮;繼續延伸一半的長度,則可以在天頂找到一顆亮星:

五車二

。這兩顆都位於

御夫座

;五車二是位於御夫座的一個雙星系統,西方名稱為“Capella”及“御夫座α星”,Capella的意思為“小牝山羊”。

五車二是全天第六亮的亮星。其視星等為0。08等絕對星等0。1。該恆星距離地球42。2光年,屬於G5III型巨星,分光雙星,有一個G0III型伴星。與伴星的公轉週期約為104年。

御夫座的亮星形成一個五邊形,御夫座ε星(Epsilon;柱一)為座內最有趣的星,ε星是一個週期為27年的食雙星系統,為現知的食雙星系統中最長者。

沿著參宿七指向參宿四的方向,則可以在左上方找到雙子座;雙子座左邊人頭位置的亮星(也就是圖中很靠近左上角的那顆)就是北河三,它右邊那顆是北河二。雙子座中亮於5。5等的恆星有47顆,最亮星為北河三(雙子座β),視星等為1。14。每年1月5日子夜雙子座中心經過上中天。緯度變化位於+90°和-60°之間可全見。北河三和金牛座的畢宿五、御夫座的五車二、小犬座的南河三、大犬座的天狼星、獵戶座的參宿七組成

冬季六邊形

辨天指南——天區分佈及天象

到了夏季,則可以在天頂銀河旁邊找到著名的

夏季大三角

,由

天琴座織女一、天鵝座天津四、天鷹座河鼓二

組成。其中織女一和河鼓二就是傳說中的織女和牛郎,河鼓二旁邊那兩顆星分別是河鼓一、河鼓三,也就是牛郎的兩個小崽子;辨識夏天的星空先要認識夏季大三角,再參看星圖辨識夜空。而夏季大三角伴著人人熟知的愛情故事,最容易記得,最容易辨識。

抬頭仰視夏天的夜空,很容易看到三顆最亮的主星,分別就是織女、牛郎和天津四。其中牛郎與織女分據銀河兩岸,織女是孤孤單單的一顆,而伴隨牛郎一前一後的卻是兩顆稍暗的兒子跟女兒,最特別的是牛郎一邊的三顆星剛好排成一直線,像極了傳說中的牛郎、坐在牛郎所挑的扁擔前面桶子裡的兒子、和後面桶子裡的女兒,非常容易辨識。

並不像某些新聞所說的,只有在哪天才可以看到大三角這一天文現象。其實進入夏季後,只要天晴,每天晚上都可以看到這個巨大而又明顯的大三角。隨著時間向秋季流逝,大三角的升起時間會漸漸提前,這是由於地球在宇宙空間位置的變動引起的,週年迴圈。

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到了6月份的午夜,沿著

天鷹座

鷹身方向,可以在很靠近南方地平線的位置找到一片天區,圖中中間偏右發黃的那顆是

心宿二

。心宿二,天蠍座 α 星(天蠍座的主星),是全天最孤獨的一等星,但在其附近有許多明亮的二等星。中國古代又稱大火,屬東方蒼龍七宿的心宿,即龍心,用來確定季節。心宿二是一顆著名的紅超巨星,能放出火紅色的光亮,每年五月黃昏,位於正南方,位置最高;七月黃昏,心宿二大火星的位置由中天逐漸西降,“知暑漸退而秋將至”。心宿二又稱大火,又名大辰、商星、天司空(心星在卯,火出木心,故曰大火):對應 氐、房、心、尾四宿。(天蠍座的四顆星)《詩經。小雅。四月》:四月維夏,六月徂暑。西漢毛萇傳雲:徂(音cú),往也。六月(皆夏朝之曆法也,相當於今之農曆。火星中(火星即心宿二,天蠍座 α)暑盛而往矣。東漢鄭玄箋雲:徂,猶始也。四月立夏矣,至六月,乃始盛暑。興人為惡,亦有漸,非一朝一夕。

古時,人們觀察到蒼龍七宿在春天自東方夜空升起,秋天自西方落下,出沒週期與一年農時週期相一致。春天農耕開始之際,蒼龍七宿在東方夜空中開始慢慢上升,最先露出的是明亮的龍首-角宿;夏天作物生長,蒼龍七宿高懸於南方夜空;而到了秋天,莊稼豐收,蒼龍七宿也開始在西方下落;冬天萬物伏藏,蒼龍七宿則隱藏於北方地平線以下。

熒惑守心

火星和心宿二(天蠍座 α 星)是全天最紅的兩個天體。火星,熒熒似火,古稱熒惑;心宿二色紅似火,又稱“大火”。若兩“火”相遇,則兩星斗豔,紅光滿天。熒惑是不祥的徵兆,而在心宿附近徘徊(既火星逆行,所以叫“守”),這種天象是在古代君主制社會的人看來,是很不吉利的現象,認為不是宰相要被撤職就是皇上要死,所以自古以來就引起人們的極大注意,並把它稱為熒惑守心。

火星每兩年又兩個月接近地球一次,由於火星軌道較地球扁平(更為橢圓),所以每 15 年到 17 年才有大接近。

火星會合心宿二,兩者相距只有 1。8°,即還不到 4 個滿月排在一起那麼遠。屆時,天上最赤紅的兩顆天體匯聚在一起,十分引人注目。

三星一線

這三星一線(土星,火星和心宿二依次連成一條直線)的稀奇天象,30 年才發生一次,如果天色晴朗,我國各地乃至全球七大洲都可觀賞到。其中南半球比北半球觀察條件更理想。各地在日落後 40 分鐘就可投入觀察,可連續觀測 120 分鐘以上。觀測方位在南方稍偏西的晚空。

七月流火

所謂“流火”,《辭海》縮印本第952頁釋義:“火,星名,即心宿。每年夏曆五月間黃昏時心宿在中天,六月以後,就漸漸偏西。時暑熱開始減退。”另孔穎達疏:“於七月之中有西流者,是火之星也,知是將寒之漸。”由此可見,“七月流火”雖與節氣、氣候有關,但絕不是形容暑熱之詞。故餘冠英《詩經選譯》對此說得更為簡潔明瞭:“秋季黃昏後大火星向西而下,就叫做’流火‘”。“七月”指夏曆的七月;“流”,指移動,落下。

“大火星”是一顆著名的紅巨星,能放出火紅色的光亮,每年夏曆的五月黃昏,位於正南方,位置最高。夏曆的七月黃昏,大火星的位置由中天逐漸西降,“知暑漸退而秋將至”。人們把這種現象稱作“七月流火”。《詩經·國風·豳風》“七月流火,九月授衣”。“七月流火,九月授衣”是《豳風·七月》的開頭兩句。前句是引子,天氣漸漸涼了。後句是落腳,該縫製寒衣了。另外要說的是,三千年前用太陰曆,可知那時七月即今八月。今若想觀察,要到陽曆九月才行。

結語

當今星圖軟體雖已發達,但掌握辨認天區的技巧依然是天文愛好者的必修課,辨認天區並瞭解重要天象,能讓你的觀測更加高效,快速。

標簽: 獵戶座  心宿  星雲  參宿  觀測