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需要知道的4件天文观测

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火星 发表于 2017-12-10 20:32:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
1* 银河中星星这么多、这么亮,为何地球上仍有白天与黑夜?

2* 如何寻找北极星?

3* 如何证明北极星的仰角高度约等于所在地纬度?

4* 什么是月掩星?

1.银河中星星这么多、这么亮,为何地球上仍有白天与黑夜?

问题:星系的照片都是很光亮的,就像墨西哥帽星系或仙女大星系。我们银河系也有很多恒星,也很亮,可是我们却有白天与黑夜。是因为我们在旋臂上吗?那如果是在星系的中心,是不是就不会有黑夜了呢?

答:

主因是我们离太阳蛮近的,而太阳附近又没有其他比较接近的恒星,对地球来说,来自太阳的光相对于其他星光而言比较强烈,所以会有白昼黑夜的分际,与太阳在不在旋臂上无关。太阳系如果是在星系中心,或是像星团中,这些恒星非常拥挤的地方,地球周围到处都是「太阳」,那么就可能不会有黑夜了。如果有空,推荐您去看一本科幻小说,「夜暮低垂」,就是描述一颗附近有6个太阳的行星上发生的事。

此外,虽然银河,或是其他星系中有大量恒星,整体看来颇亮,但

以人类,或是以地球的尺度来看,星星之间的距离很远,恒星星光向太空发散后,抵达地球的只有一小部分(抵达地球的亮度与距离平方成反比),

银河盘面上(不一定是在旋臂上)有许多星际介质(尘埃与气体),会吸收星光

有些星星发出的主要光线,是人类眼睛看不到的

地球上有大气层,会将光线散射,所以白天看来整个天空都是蓝的;如果在没有大气层的地方(如月亮),则即使在白天,除了太阳和星星外,其他地方还是黑的

除了银河本身的星体外,其他星体如墨西哥帽星系等,绝大部分都因宇宙膨胀而远离我们,致使其发出的光线,绝大部分的被「红移」到人类肉眼看不到的波段

所以,虽然宇宙中的天体如恒河之沙,但对地球的影响都没太阳那么大。

2.如何寻找北极星?

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春夏季可利用大熊座的臀部和尾巴--著名的北斗七星来寻找。由北斗七星斗杓的天枢(北斗一)与天璇(北斗二)这两颗「指极星」,由天璇向天枢的方向延伸,约天璇到天枢距离的4~5倍远处,便是北极星。

秋冬季可利用W形的仙后座。由仙后座W形的两侧延伸后的交点,向W形的中间点延伸,约交点至中间点距离的4~5倍远处,便是北极星。

此外,可利用夏季大三角--天琴座的织女星、天鹰座的牛郎星、天鹅座的天津四--来寻找。将织女到天津四的连线固定,将夏季大三角的第三个点牛郎翻转,则隔着织女到天津四连线的牛郎星对应点上,便是北极星。

在秋季,可利用秋季四边形来寻找。因秋季四边形是个上窄下宽的梯形,因此可用东南方的室宿一向室宿二延伸,或用西侧的壁宿一向壁宿二延伸,都可抵达北极星。

而冬季中,可利用猎户座腰带三颗星中间的参宿二,向猎户座头部(觜宿一)延伸,穿过御夫座的一等星五车二之后,就可找到北极星。

3.如何证明北极星的仰角高度约等于所在地纬度?

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O为地心,A为观测者所在地,N为北极方向,OD为赤道,AB为A点的地平线。

于A点画一条平行于ON的线ON',代表在A点所见的北极方向。∠BAN'即为A点所见的北极星仰角。

于A点再画一条平行于OD的线AC。

因OD平行于AC,故∠CAO=∠AOD,其中,∠AOD即为A点的纬度角。

因ON垂直于OD,ON平行于ON',OD平行于AC,因此AC垂直于AN',即∠CAN'=90度。

假设地球为正圆形,则地平线AB为圆的外切线,即AB垂直于OA,∠BAO=90度。

因∠BAO=∠BAC+∠CAO=90度,∠CAN’=∠BAC+∠BAN’=90度。所以∠CAO=∠BAN’。

又因∠CAO=∠AOD,所以∠BAN'= ∠AOD,北极星仰角高度=所在纬度。

4.什么是月掩星?

月掩星是相当常见的一种天象,因为月球距离地球比较近,在天空中运行的速度比较快,常会从远方恒星前方经过而造成月掩星。透过月掩星的观测研究,天文学家可确知月球在天空中的运行状况。

由于月球没有大气层,观察时会感觉恒星突然从月球一侧边缘消失(称为掩入),经过一段时间之后又从月球另一侧边缘突然出现(称为复出)。

但因月球距离地球比较近,有1度的地平视差,月球的视直径却仅约0.5度,所以月掩星现象和日食一样,有地区性的限制,且各地见到的掩入复出时间点与掩星情形有些许差异。

月掩1等亮星可以用肉眼欣赏,较暗的恒星则必须动用双筒望远镜或天文望远镜进行观察。不过得配上精密计时器,或利用已校时过的摄影或录影方式所得之观测结果才有科学分析价值。而全天1等星数量仅20颗左右,仅有轩辕十四、角宿一、心宿二、毕宿五等寥寥几颗在月球行经的路径上,因此月掩1等星的机会并不多。

对月掩星有兴趣者,可至国际掩星协会(The International Occultation Timing Association,IOTA)网页下载预报程式、获取预报资料或其他观测者的观测成果。

以上问答信息均来自台北网络天文馆天文FAQ,由@南充天文在线 整理

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/list.asp?mtype=c6&cate_id=35
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