天文辅导材料2(四季星空)

1、专题二四季星空星空是天文爱好者了解宇宙的窗口。季节的变换也反映在星空之中。在开始星空之旅之前，我们需要了解一些预备知识。1天体的距离尺度与视亮度的衡量方法天体的空间距离（中）在太阳系内，我们一般用天文单位（AU）来计量天体之间的距离。天文学家把地球到太阳的平均距离定为1个天文单位。根据2012年8月在北京召开的第28届IAU大会的决议，1AU=1.496亿Km。有时，可以简略地认为1AU=15亿Km。衡量恒星之间的距离，或星系之间的距离，我们常用光年（ly）。1光年是指光线在1个儒略年（36525日）的时间里所通过的直线距离，约为946万亿km。比如距离太阳最近的恒星半人马座的比邻星距离我们4

2、.22光年。仙女座星系距离我们约250万光年。还有一种距离单位叫做秒差距（pc）。1秒差距相当于206265AU。例1-1：请用科学计数法表示以下数量：1AU=km，1ly=km。1ly=AU，1pc=ly。用角距离衡量天体的距离（易）在天球上，天体之间的距离是用角度衡量的。比如秋季星空中的“秋季四边形”，四边形的对角线上两颗恒星的角距离约为20。有一种粗略的估计角距离的方法：把你的一只手举平伸直，然后将手掌竖起在眼睛前方。闭上一只眼睛，用另一只眼睛和手与要测量的星星比较，就可以大致得出天体之间的角距离了。小指的宽度约相当于1，拇指的宽度约是2，拳头的宽度约为10，张开五指，拇指与小指之间的宽

3、度约为2025。例2-1：显微镜座距离地球的距离是（）。A.小于20光年B.33光年C.大于50光年D.没有意义解:星座是一个范围概念，指示恒星位于天球上某个特定的区域。在该区域内的恒星有远有近,因此说“某某星座距离地球有多少光年”没有任何意义。答案选D。天体的亮度与星等（中）视星等，是指人们用肉眼所看到的星等。视星等是表示宇宙中肉眼可见星星的亮度，数值越小亮度越高，反之越暗。天上的繁星有明有暗，人们用星等表示天体的亮度。例如：在地球上看，太阳是最明亮的天体。经过计算，它的视星等为-26.7星等。满月是-13星等。有时为了简略，也可以叫“等”。如：金星最亮时为-4.7等。太阳以外最亮的恒星是天

4、狼星，视亮度为-1.4等。狮子座的轩辕十四是1.3等的恒星。金牛座的昴星团约为1.6等。肉眼所见的最远天体仙女座星系（梅西耶星表第31号天体，所以又叫M31）为3.4等。肉眼所见的天体最暗为6.5等。公元1054年超新星爆发的遗迹一一金牛座的蟹状星云（M1）为肉眼所不能看到的8等。镜面直径（口径）8米的巨型光学望远镜的极限星等达到25等以上。根据计算，1等星的亮度要比6等星亮100倍，即m等星比m+1等星亮2.512倍。例2-2：A星视星等值比B星小10等，它的亮度是B的（）倍.A10000B100C10D1/10000解：视星等的数值越小则亮度越大，所以D选项是错的。视星等每相差5等，亮度相

5、差100倍。而本题相差10等，则亮度相差1002倍，即10000倍。故选择A。绝对星等（难）是不是越靠近地球的恒星越明亮呢？这可不一定呢。比如仙女座星系看起来比织女星暗，但它的实际发光能力比银河系要大得多。天文学家为了衡量恒星真实发光能力（光度），我们引入绝对星等这个概念。具体做法是：把要比较光度的恒星“移动到”10秒差距（32.6光年）的位置，运用计算公式，得出它们在那个位置的视星等，这样就可以进行比较了。绝对星等与视星等的换算关系（推导从略，可查阅书籍）：M=m+5-51gR其中R为恒星距离，以秒差距为单位，或者写成M=m+51g（d0/d），此处d0为10秒差距，即绝对星等的标准距离例2

6、-3：已知织女星的视星等为0等，织女星距离地球7.67秒差距，求织女星的绝对星等。解：将视星等m=0，距离d=7.67pc代入距离模数公式M=m+5-5lgd（1），有：M=0+5-5lg（7.67pc）,解得：M=0.576。例2-4：已知太阳的视星等为-26.7等，求太阳的绝对星等。解：1秒差距=206265天文单位，取其倒数代入（1）式，又将m=-26.7等代入（1）式，解得：M=4.8。（注：太阳的绝对星等是一个常用的数据）2拱极星区（北半球）北极星是地轴（自转轴）指向的那颗恒星。北半球的人们可以通过北极星找到北方。这里通过说明寻找北极星的方法，顺带介绍北半球拱极星区的知识。值得注意的

7、是，目前的北极星是小熊座的最亮星勾陈一（aUMi）。但由于地轴并不是永远指向一个方向。所以北极星的“称号”不会永远被勾陈一所占据。公元14000年前后，北极星将是织女星。图2-3拱极星区星图（北半球中纬度可见）2.1用北斗七星找北极星（易）北斗七星是大熊星座的一部分（中、西星名对照参见右表）。天枢、天璇、天玑和天权所形成的四变形是北斗的“斗勺”。玉衡、开阳和摇光是北斗的“斗柄”。关于北斗的详细介绍详见2.3节。星名中文星名西文星名视星等距离（光年）a天枢Dubhe1.8123.8P天璇Merak2.479.5Y天玑Phecda2.483.76天权Megrez3.381.4玉衡Alioth1.8

8、80.9n摇光Mizar1.9100.8Z开阳Alkaid2.378.2观察图2-3，找到“斗勺”处的天枢和天璇两星。以两颗星的角距离为1倍距离，把它们的连线向北延伸5北倍的距离，就可以找到北极星了。2.2用仙后座找北极星（易）我国的南方，秋天的上半夜，北斗落入了地平线以下。在这个时候，我们可以用仙后座来寻找北极星。仙后座中最亮的p、a、y、&和五颗星构成了一个英文字母“M”或“W”的形状，这是仙后座最心讪川林JL曼忙用显著的标志。我们可以连接6星和与Y星的中点，向北延伸，就能找到北极星了。2.3利用北斗七星辨认季节（易）古籍鹖冠子说：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆

9、秋；斗柄北指，天下皆冬。”证明古人已经注意到北斗七星在不同季节的同一时刻（古籍中具体所指的是上半夜）的位置是不同的。由此，当我们知道季节时，可以用斗柄的指向来判断方向。若我们知道方向，则可以反过来推算季节。3春季星空春季星空观察要领：当我们向北方观测时，看到北斗的斗柄指示着东方，斗勺向下指着北极星。当我们向南方观测时，狮子座几乎位于天顶，它的头部和胸部由6颗明亮的恒星组成，形似一把镰刀。镰刀的刀柄处正是狮子座的最亮星轩辕十四熠熠生辉。狮子的后脚由3颗亮星组成，其中以五帝座一最明亮。狮子座的东面是牧夫座，牧夫座的最亮星是大角。狮子座的东南面是室女座，室女座的最亮星是角宿一。五帝座一、大角和角宿一

10、所构成的三角形被称为“春季大三角”。狮子座的下方是长蛇座，长蛇座周围的天空比较单调。4夏季星空夏季星空观察要领：我们面向北方，看到斗柄指示着南方。天龙座盘绕在小熊座的周围。仙王座出现在东北方的地平线上。武仙座位于天顶附近，星座内有由4颗星组成一个梯形，西方人称之为拱顶石。从武仙座向东方望去，可以找到组成“夏季大三角”的3颗亮星天琴座的织女一（织女星）、天鹰座的河鼓二（牛郎星）和天鹅座的天津四。银河正好从这个三角形中穿过。从武仙座往南方望去，可以看到蛇夫座和巨蛇座。再往南是形状如同蝎子一般的天蝎座，那颗红色的心宿二（黄道“四大天王”之一）格外引人注目。天蝎座的东边是人马座，南斗六星就位于这里，西

11、方人则把人马座想象成一个茶壶的形状。银河系的中心就位于人马座，那里恒星异常密集。春季的牧夫座、室女座还在西方的天空闪烁着。5秋季星空秋季星空观察要领：我们向北方观察时，北斗已沉入地平线，仙后座高挂星空。以仙后座为中心，仙王座在西，仙女座在南，英仙座在东，组成了一个“星座的王族”。在天顶附近，仙女座的最亮星壁宿二和飞马座的三颗亮星一起构成了一个四边形，被称为“秋季四边形”。四边形大致可以指示东南西北四个方向，因此成为了秋季主要的星空标志。秋季我们把头转向南面时，可以找到孤悬于天际的亮星南鱼座北落师门（也是黄道“四大天王”之一）。在飞马座与南鱼座之间是黄道带上的星座，自西向东分别为摩羯座、宝瓶座和

12、双鱼座。可惜星星并不明亮。从北落师门向东望去，可以找到鲸鱼座的最亮星土司空。6冬季星空冬季星空观察要领：我们向北方观察时，北斗位于北极星的东侧。W形的仙后座在北极星的西侧。仙王座位于仙后座的下方。御夫座犹如一个五边形出现在天顶的附近。我们面向南方时，则会看到威武壮观的猎户座。俗语说得好，“三星正南，家家拜年”。三星是指猎户腰带上的三颗亮星。腰带以南的亮星是参宿七，以北是参宿四。它和大犬座的天狼星，以及小犬座的南河三组成了“冬季大三角”。银河也刚好经过这个三角形。猎户座的南方有大犬座、天兔座和波江座。大犬座再往南，可以找到船尾座和船底座。船底座的最亮星是老人星，它是仅次于天狼星的全天第2亮星。猎

13、户座的西北是金牛座的位置，东北是双子座，它们都是黄道星座。东方的地平线上已出现了狮子座。而秋季四边形还留在西方地平线上。7恒星的命名（易）如何给恒星命名呢？天文学家会告诉我们许多方法。比如中国古代把斗柄中间的那颗恒星称为“开阳”。古代的阿拉伯人则将开阳称为Alkaid。后来，欧洲人继承了大部分阿拉伯人所命名的恒星名称，于是在西方文献中，开阳就叫Alkaid了。在专业的天文书籍里，开阳写作：ZUMa。原来天文学家喜欢用希腊字母来命名星座中明亮的恒星，其法则是先写希腊字母，然后加空格，最后写星座的3字母缩写。UMa是大熊座（UrsaMajor）的缩写。视力好的人会发现开阳旁边还有一颗比较暗的恒星，中文称之为“辅”。西方人则称它叫Alc