在晴朗而又没有月亮的夜晚,我们在短时间内用眼睛直接能够看到的恒星大约有3000多颗,而整个天空能被肉眼看到的恒星则大约有6900颗。如果通过天文望远镜来观测,那看到的恒星可就数不胜数了。
为了方便标识,天文学家们将天上的星星分成许多区域,分别给予命名。历史上许多国家、民族都曾经对星空有过各具特色的划分方法。1928年,国际天文学联合会做出了统一星区划分的决定,将整个星空划分为88个星区,称为星座。每个星座均可由其中亮星的特殊分布辩认出来。比如,北斗七星属于大熊座,北极星属于小熊座,牛郎星属于天鹰座,织女星属于天琴座。(图:星星和星座)
现代星座的名称很多都是根据古代神话故事中的人物命名,如仙女座、猎户座等;也有一些是根据其形态,以动物和器物名称来命名,如大犬座、罗盘座等。88个星座在星空中所占的范围有大有小。有的星座很大,如长蛇座、大熊座等,有的星座则很小,如南十字座、天箭座等。
我国古代将星空分为三垣、四象、二十八宿。这种划分方法现已不再使用,但对一些恒星的专用名称,如天狼、老人、牛郎和织女等,却沿用至今。(图:银河中的星座)
【小资料】 黄道十二星座
古人观察星象,发现太阳在天空中运行有一定的轨迹,称为黄道。黄道实际穿越了13个星座。古代天文学家为了把太阳的运行与一年12个月相对应,把黄道等分为12段,以相应的12个星座命名,称为黄道十二星座。多出的蛇夫座不幸被排除在十二星座之外了。
这十二个被采纳的黄道星座是: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、双鱼座。(图: 黄道十二星座)
太阳大约每月穿行一个星座,当太阳位于某一星座时,占星家们就说这个时期出生的人属于这一星座,并由此延伸出对人性格、命运等问题的各种推测。从天文科学的角度看,两者之间没有任何关系,这种推测完全是无稽之谈。
【思考与讨论】
经历几千年的变化,现在的黄道十二星座实际上已经和占星术中的黄道星座(又称为黄道十二宫)完全不对应了,占星术也早已被现代天文学所抛弃,但作为一种文化现象,却仍在社会上流传。试从历史的角度讨论占星文化的科学与迷信成分,以及仍在社会上流传的原因。
星星的名字
天狼星、牛郎星、织女星、北斗七星等一些亮星的大名早就为人们所知,然而那些暗星又都叫什么名字呢?说起来很有意思,它们和我们人类一样,有名也有姓。
一个星座就像一个大家族,每个星座中的恒星都以它所在的星座名作为 “姓”。星座中的恒星以亮度排队,最亮的是老大,以希腊字母中的第一个字母(α)作为“名”,老二、老三则依次用第二、第三个字母作为“名”,依此类推。以著名的猎户座为例,它的最亮的几颗星的名字分别是:猎户α、猎户β、猎户γ、猎户δ等。希腊字母总共只有24个,要给众多的星星命名当然不够,于是天文学家又规定在每个星座的希腊字母用完后,接着再用阿拉伯数字继续排,如猎户1星、猎户2星等。这样,一个星座中无论有多少颗星也不必为取名字发愁了。(图:猎户座亮星命名举例)
星星的亮度
当我们用眼睛来直接观察星星时,会感到有的星星亮些,有的星星暗些。天文学家用星等来区分它们的明亮程度,星等越小星越亮。
古代天文学家把肉眼刚能看到的星星定为 6 等星,比 6 等亮一些的为 5 等,依次类推,星等每差 1 等,其亮度差 2.512 倍,1 等星的亮度恰好是 6 等星亮度的 100 倍。
比1等星更亮的定为 0 等,比0等更亮的则冠以负星等。例如,全天最亮的恒星天狼星的亮度是-1.45等,太阳是 -26.8 等,满月的亮度是 -12.6 等,金星最亮时可达 -4.8 等。(图:星星的亮度)
望远镜发明之后,可以观测到的暗星远远超过了6等星。现代最强大的地面望远镜,能够观测到25等的暗星,“哈勃”太空望远镜甚至可以观测到28等以上的暗星。
星星的坐标
为了标示星星在天空中的位置,天文学家在天空中建立了天球坐标系统。根据不同的需要,天球坐标系统也有不同的型式,其中比较常用的一种称为“赤道坐标系”,它是以地球赤道向天空延伸后的投影圈(称为“天赤道”)做为球面坐标系的基本面,而以地球两极向天空延伸后的投影点(称为“天极”)做为球面坐标系的极点。(图:天球坐标系示意图)
此外,还要定义一个坐标的起算点。天文学家将太阳一年中在恒星背景中缓慢运行的大圆轨迹称为“黄道”,黄道和天赤道相交于两点,太阳从天球南部运动到北部所需要穿越的点称为“春分点”,另一个相对的点则称为“秋分点”。
有了这样一个天球坐标系统,我们就可以采用类似于地理经度和地理纬度的方式,用两个量来标示星星在天上的位置,分别称为“赤经”和“赤纬”。赤经就像地球上的地理经线,但是以春分点为起点;赤纬则同地球的纬线,以天球赤道为起点,在天球北极为+90°,天球南极为-90°。例如天狼星的天球坐标是赤经6h44m
、赤纬-16°42′。
星星的距离
(图:星星的距离)
【思考与讨论】
若传说中的牛郎从牛郎星开车去织女星会织女,假设牛郎的车速是每小时100千米
,那么牛郎要持续不停地开多久,才能见到织女?
星星的视距离和视大小
每颗星星都有大小,但由于它们距离我们极其遥远,因而在天空中看起来都是一个小点,如果有人说牛郎星看上去大约有1毫米,那将是毫无意义的。要表述天空中两个天体之间的距离,不能使用这种线距离的单位,而必须使用角距离这种度量单位。我们把一个圆周分成360度(°),把每一度分成60分(¢),每一分再分为60秒(2)。天文学家就是用这样一种度量方法来表达天体之间的视距离。同样,有视面天体的大小也就用视角直径来度量,例如满月时的月亮视大小约为31角分。
【小窍门】
估计角度的大小有个简单的方法。将手臂伸直,尽量张开大拇指和食指,大拇指和食指的间隔大约是15°,食指和小指的间隔也约等于15°,拳头的宽度大约是10°,每个手指的宽度大约是1°。(图:测量星星的间距)
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