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天文略述

2006-11-16  活着的道

天文略述

我们站在地球上仰望星空,看到天上的星星好像都离我们一样远。星星就好像镶嵌在一个圆形的天幕里。实际上星星和我们的距离有远有近,我们看到的是在个巨大的圆球上的投影,这个巨大的圆球就称为天球。地球就悬挂在这个天球中央。

星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的,星星从东方的地平线爬上来,爬到最高点(中天),然后往西方沉下去。看起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。

为了形容天上星体在天球上的准确位置,天文学家制订了一套座标系统。 这套座标系统和地球上惯用的经纬度座标相似。是从天球赤道开始至两极止,天球赤道是0度,向北至天球北极是+90 度,向南至天球南极是 -90 度。赤经的算法较特别,和地球经度(由-180度至+180度)的算法不同。

天球赤道和地球赤道位于同一平面上,把地球自转轴延伸到天球上的位置,就是天球的北极和南极。把地球的赤道伸延到天球上的位置,就是天球赤道了。在图中,我们可以看到赤道与黄道的交接点;春分点。秋分点是太阳由北半天降到北半天的位置(太阳直射北半球转换成直射南半球)。冬至日正午为太阳一年当中仰角最低的时刻,也是太阳在天球上最南边的时刻。

星球所发出电磁波总量称为光度,而地球上收到星球的能量称为亮度。星球的亮度不一样,它们的光度有可能会一样。亮度和光度大小成正比、和距离平方成反比。

恒星会绕着北极星为转动中心,平均每小时转15度,其原因是地球自转造成周日运动现象。而地球自转造成星座每天看起来会由东向西绕北极星转一周。

恒星视运动方向与地球自转方向相反,但是皆以北极星为中心。在赤道,恒星视运动轨迹垂直地表升落,一年里头可以看到全天所有的88个星座。

由于地球自转轴对准天球北极(也就是北极星所在),所以北极星的仰角等于观测者所在地的纬度。由于地球自转造成天体看起来绕北极星转动,所以如果某星的周日运动都在地平线以上进行,它和北极星的张角应该在25°以内,否则会落到地平线以下。若观测者所在地为赤道,赤道的纬度为0°,观测者所见到众多星星移动轨迹所构成的圆面,都会有是90°角度与水平面垂直。所以北极星的仰角为0°,所有天体周日运动轨迹会在此垂直于地平面。

星团是由数十万到数百万颗恒星群聚所构成,离太阳最近的恒星为半人马座的毗邻星,是南半球天空的星球,仙女座星系和地球所在的本银河系同属于一群,大约由30个星系所构成的本星系群,宇宙越向外的空间越大,星系的数目越多,看起来也就越不明亮。

月球自转和绕日公转的速度相同,所以月球都以同一面面向地球,但非地球以同一面面向月球,月球的盈亏现象主要是因为月球和地球不会发光,只能靠反射太阳光来显示亮面,而当日地月三天体相对位置改变时,由地球看月亮或由月表看地球都会出现盈亏现象,而且当地球看月亮呈现「眉月」同时,月表上所见之地球则会呈现「凸地」,月「海」其实是由玄武岩组成的低地、颜色较深,较明亮的部分则是由长石为主要成分的高地。

地球公转的轨道与黄道十二宫的示意图


地球绕日公转轨道到夏至点,由地球往太阳方向看过去,太阳投影在双子座。地球上背对太阳的时刻为子夜,面对太阳的时刻为午时,当地球位于春分点位置时,室女座在当天子夜过中天(对地球来说,此时室女座恰好和太阳反方向)。

若太阳由正东方升起时,黄道十二宫中的某一星座正由西方落下,则半年后,此星座将与太阳同时升起。因为,除了地球自转与公转,太阳和星座固定不动;星座升落或季节改变都是地球运动的结果。

天球中心O与北天极的连结线(1)为地球自转轴的延长线,地球自转轴的延长线通过天球南北极点。直线(1)垂直的大圆(A)的名称为天球赤道,天球赤道恒与极轴相互垂直。面对北天极的方向也就是面对北极星的方向为「北」方(交点c),(a)为南方、(b)为东方、(d)为西方。

由于地球自转同时也在绕太阳公转,造成同一恒星每天提早约四分钟升起。相对于距离地球极远的恒星来说,当X恒星两次出现在相同的位置时,地球恰巧自转360度;但因为地球绕日公转,太阳距离地球相对于恒星X近多了,所以地球如果以太阳为参考点,两次正午之间地球必须转动361度。

从左图可知,黄道十二宫与天赤道的四象二十八宿只在春分点及秋分点相合,天赤道和地球赤道位于同一平面上。赤经是在天球赤道自西向东由0000小时至2300小时,赤经的每小时分为60分,每分可再细分为60秒(註:赤经的分秒并不等如角度用的角分角秒)。赤经计算的起点为春分点,春分点是天球赤道和黄道的两个相交点其中一个(另一个是秋分点)。

位于地球上的时间划分,由于地球的倾斜而太阳光横跨经度。而0经度只是一个均衡点,所以,必需把西经7.5度到东经7.5度定为零时区,由零时区分别向东与向西每隔15度划为一时区,而子时横跨二个小时,由太阳所照射到的第一位值算起,所以在零时区的前一个时区。

二十四节气是根据阳历划定,即根据太阳的黄道上的位置,把一年划分为24个彼此相等的段落,与以四象二十八宿十二时辰毫无关系。
 
 
 

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