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天文知识——天球、黄道十二星座

2010年5月25日 AEROFISH 5,129 views 发表评论 阅读评论

天文学中,天球指的是一个假想的旋转的球,理论上具有无限大的半径,与地球同心。天空中所有的物体都投影到这个天球的表面上,从而方便天文计算。

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天幕上一样。

实际上星星和我们的距离有远有近,我们看到的是它们在这个巨大的天球上的投影,它的半径是无限大,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,而且星座的形状并不会改变。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。相信大家都明白,地球并不是宇宙的中心,星体并不会绕着地球转。星体在天空中绕着我们旋转,是因为地球自转而产生的错觉,天球本身是不会移动的。我们身在地球中,并不会感觉自己在转动的,就好像我们乘坐火车时看见窗外的景物向后移动,而并不感觉到自己在移动中。

我们把地球自转轴延伸到天球上的位置,就得到天球的北极和南极。把地球的赤道伸延到天球上的位置,就成为天球赤道。

有一颗2等星非常接近天球北极,所以看来似乎永远静止不动,其它的星就好像绕着他旋转。我们称这颗星为北极星。因为北极星看来永远静止不动停留在正北方且不会下山,所以像我们居住在北半球的人们便可以利用北极星来辨别方向。可惜的是,天球南极附近没有类似的明亮星体,所以没有“南”极星为南半球居民引路。

北极星相对于地面的角度取决于观测者所在地的纬度。例如在北京,北极星会在正北,与地面成40度角(上图中角L);在北极,北极星会在头顶(天顶);在赤道的地方,北极星刚好躺在水平线上;而在南半球,北极星是永远不会升出地平在线,所以在南半球是永远看不到北极星的。

同样道理,有些星永远不会东升。居住在北半球的人永远看不到接近天球南极的星体,而居住在南半球的人同样也看不到接近天球北极的星体。

在北半球,朝北面看,星体是围绕北极星在逆时针转动的(北极星并不是完全固定不动的,只是转的圈比较小);朝南面看,星体的运动轨迹只能见到一段顺时针圆弧;朝东面看,星体的运动轨迹是斜右上移动的。详见下图。

为了准确形容天上星体的位置,天文学家制订了一套坐标系统来标示星体在天球上的位置。这套坐标系统和地球上惯用的经纬度坐标十分相似。

坐标系统把天球分为赤纬及赤经。赤纬的算法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,赤经是在天球赤道自西向东由0小时至24 小时,就是把一周360度平均分成24份,可以知道其中的1小时就等于15度。和时间一样,赤经的每小时可分为60分,每分可再细分为60秒(注:这里的分秒是指时分时秒,和传统意义上的角分角秒不同,1时分=15角分,1时秒=15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),春分点是太阳在每年的春分(3月21日前后)所处的位置。(另外由于岁差,春分点和天球北极的位置亦会非常缓慢地移动,不是固定的。)

天球赤道:将地球赤道平面延伸到天球面上,和天球面的交集,称为天球赤道;

黄道:是指太阳一年中在天球上的移动轨迹(太阳周年视路径),即地球公转轨道面在天球上的投影。

天球赤道平面和黄道平面的夹角为23.5°26′21″。

人们把黄道划分成12等份(每份30°),每份用邻近的一个主要星座命名,共12个星座,这些星座就称为黄道十二星座或黄道十二宫(Signs of Zodiac)。这样,相当于把一年划分成了十二段,在每段时间里太阳进入一个星座。在西方,一个人出生时太阳正走到哪个星座,就说此人所属这个星座。当你出生时,你出生的这个月恰好是看不到你的星座的。因为这时你属于的那个星座正好被太阳挡住,地球、太阳、你的星座连成一线。

最早有关于黄道的历史纪录出现在巴比伦文化当中,他们利用太阳在黄道上的运行位置辨识日期,黄道上十二星座最早的功用就如同今天月历上的十二个月,白羊座起始于春分点被视为是一年的开始,而当太阳运行到天秤座的那天是昼夜平分的时候。在巴比伦时代,3月21日的春分点(Spring Equinox)也正好是太阳跨入白羊座的时候。黄道带背后的恒星群也不是固定的,他们只以非常慢的速度移动着,我们称为这样的移动现象为岁差(Precession),在今日因为岁差的关系,黄道上的的春分点已经西移到了双鱼座,因此传统上的白羊座现在是在双鱼座的位置了。

【文章源自百度百科】

【最后修改时间:2010年12月12日】

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