天文常识,天文常识100题附答案

("天球天球是在天文学和导航上假想出的一个与地球同心，并有相同的自转轴，半径无限大的球天空中所有的物体都可以当成投影在天球上的物件。地球的赤道和地理极点投射到天球上就是天球赤道和天极。天球是位置天文学上很实用的工具。在亚里斯多德和托勒密的模型，天球想像成实际的物体，而不仅仅是一个几何的投影(参见天球模型)。视差效应天球可以使用地心为中心，也可以使用地表为中心的体系。前者的作法是假设观察者位于地球的中心，因此不需要考虑视差的影响。后者的中心是观测者位于的地球表面，因此地平视差的影响是不能忽略的，特别是月球的位置。[编辑]天半球天球被赤道的投影分为两个空间，分别为南天球和北天球。同样的，我们也可以在天球上找到北回归线、南回归线、天北极和天南极，可以量化天球上各种物体的方向，建构出各种的天球坐标系统。因为地球是自西向东旋转，所以我们就把天球看成是自东向西旋转。太阳在天球上每天移动约1度，一年则移动一周，这称之为太阳周年视运动，太阳中心在天球上视运动的轨迹则是黄道。[编辑]恒星时随着地球绕着轴心以23小时56分的周期由西向东自转，天球和所有的天体都以天球极点为中心，以相同的时间由东向西移转动，这就是周日运动。因此恒星会由东方升起，通过南北向的子午线过中天，然后在西方没入(除非这颗恒星是拱极星)。第二天晚上，天体在特定的时间会再东升，但是因为我们的钟表时间是24小时整，因此会提早4分钟升起；再过一晚早8分钟升起，也就是说每天都会提早4分钟。这种与钟表时间明显的不一致是因为太阳不是固定在天球上的天体，每天会在天球上的黄道，一个大圆，向东移动约1°(这是太阳的周年运动，一年在天球上360°，或是完整的圆周)。如果以4分钟的时间对应于角度的1°(360°=24小时)，则需要额外的4分钟太阳才会回到上回的相对位置，例如中天的子午线，完成完整的一圈运动要24小时(这是忽略季节性变化的平均值，参见均时差。因此，一般的时钟显示的是太阳时，天文学家研究恒星运动使用的是恒星时，等同于太阳时的23小时56分。[编辑]恒星球天球也可以引用到天球的物理模型，就是所谓的恒星球，这种天球可以显示出在给定的时间和地点可以看见的星座。黄道面黄道面(planeoftheecliptic)是指地球绕太阳公转的轨道平面[1]，目前与地球赤道面交角为23°26'。由于月球和其它行星等天体的引力影响地球的公转运动，黄道面在空间的位置总是在不规则地连续变化。但在变动中，任一时间这个平面总是通过太阳中心。黄道面和天球相交的大圆称为黄道。黄道面与赤道面的交集称为交点线(lineofnodes)。春分点与秋分点都包含于交点线，是交点线与黄道的交集。赤道是地球表面的点随地球自转产生的轨迹中周长最长的圆周线，长40,075.02公里。如果把地球看做一个绝对的球体的话，赤道距离南北两极相等。它把地球分为南北两半球，其以北是北半球，以南是南半球，是划分纬度的基线，赤道的纬度为0°。天极是地球的自转轴（地轴）向天球延伸后，在无穷远处与天球交汇的两个假想点。夜空中的星星，看起来是从头顶上由东向西移动，使人产生天球也在从东向西自转的感觉这是由于人观测星空时是以地球为参考系的缘故；由于地球不是惯性系，是绕地轴持续自转，因此相对观测者而言会产生天球绕地轴自转的错觉。天球“自转”周期与地球自转周期一样，皆为恒星时的24小时。地轴延伸至无穷远处与天球相交于两点称为天极。以地球为参考系时，观测者会观测到这两个点是天球上唯一的一对不动的点，以此二点连线（即地轴）为基准轴，以地心为原点以赤道平面为基准面，所建立的天球坐标系统，即是天球赤道座标系统，相应的二天极坐标的第三坐标（即赤纬）分别为分别是+90°（北天极）和-90°（南天极）。对于天文摄影中的追踪摄影，作为追踪装置的赤道仪必需先对准天极始能准确追踪拍摄天体。北天极的定位现在在北天极附近存在一颗视星等为2等的恒星（小熊座α星，中国星名为勾陈一，又名北辰，纬度为+89°15′51″，虽接近90度，但仍有0.7度的差），因而被称为北极星（英文为Polaris，源自拉丁文“PoleStar”）。相对于北半球观测者而言，北极星总在地平线以上，其地平高度角与观测者的地理纬度，几乎可以认为一致。因此北极星成为在北半球野外旅行时定方位的有用指标，但只在北半球才能看见北极星。事实上，北极星在北天极附近纯属巧合。估计他还有1,000年的时间能被称为北极星，勾陈一成为北极星只是25,700年的岁差周期中的一小部分时间而已。在1,000年之后，仙王座少卫增八（仙王座γ）将成为离北天极最近的恒星（即北极星）。在大约西元7,500年之时，（仙王座α，中国星名为天钩五）将成为北极星；在西元14,000年之际，织女星（天琴座α星）将成为北极星，但到时他离北天极仍有6°的距离。[编辑]南天极在距南天极附近1°处有一颗可作为南极星的暗星：南极座的南极座σ。但其视星等为5.5等，即使在晴朗的夜晚也不易被看见，因此不足以作为标示南天极的指极星，所以没有南极星亦因此寻找南天极位置亦有一定难度。通常有以下三种方法寻找南天极：[编辑]南十字座南十字座是南半球较容易见到的星座之一，南十字座与半人马座南门二（半人马α）与马腹一（半人马β）能助我们找到南天极。先画一条假想的线穿过南十字座长轴上的十字架一（南十字γ）与十字架二（南十字α），并继续向南延长。当长度为这两颗星距离的4.5倍时，或是想像在南门二和马腹一连线上画一条中垂线，直到这条线与先前来自南十字座的线相交汇，交点就是南天极所在位置。拱极星拱极星是位于天球的极点，也就是赤道座标系统的天极附近恒星。由于地球自转的关系，使夜空看似也在转动，而多数恒星圆轨迹的部分路径会被掩蔽在地平圈下。如果在一些地点上观察（在理想的环境下），只要恒星与北天极的视位置较接近话，这些恒星就永远不会落入地平圈下。因此就这些地点而言，理论上在一年中的任何一天，都可整夜看见这些恒星。而另一方面，有些非常靠近另一天极的恒星会连周日运动都看不出来因为它们升得最高也不能升至观测者所在的地平线上。例如观星者不可能在北京看见接近南天极的拱极星。北极星和拱极星周日视动轨迹（固定摄影拍摄）这样的定义暗示在不同的地理纬度，能被称为拱极星的恒星是不一样的。例如，在地球北极或南极的观测者，会看见所有的恒星都是拱极星（因为所有天体皆围绕天极转动而永不落下）；在赤道上的观测者则看不见任何一颗星是拱极星，因为两个天极皆紧贴在地平线上。在不同的地理纬度上，会使在接近天极的一部分恒星为拱极星，视乎观测者身处之半球与纬度高低而定。有些天文学家将距离天球赤道55°以上的恒星定义为拱极星，也就是在赤纬55°至90°之间天体是拱极星。换言之，拱极星是在南、北天极周围35°以内的天体。这些天文学家之所以会提出这种想法，是因为从他们所在位置的vantange点都在热带之外，多数位置在赤纬±55°─±90°之间的天体不是永不没入地平线下，就是从不曾出现在地平线上。那些非常靠近北极的恒星所在星座（就北半球而言，例如仙后座、仙王座、大熊座和小熊座）都在这范围内。居于北半球中纬度地区的观星者看见这些星座终年都在地平线上，从未升起或下沉。而非常靠近南极的星座和其中的恒星，例如南十字座、船底座、和水蛇座，相对于居住在南半球中纬度地区，例如澳洲、南非、阿根廷等国的观星者，看见这些星座终年都在地平线上。但从上述北半球的观测者而言，这些靠近南极的星座也永不能在地平线上出现。在一个半球的拱极星和绕着极区的星座（在天球极点35°范围内的天体）不会在另一个半极的中纬度和高纬度地区被看见。例如，在南极附近的拱极星十字架二（南十字座α），在华中和华北地区是看不见的。同样的，在南美洲的巴塔哥尼亚也永远看不见在北天极附近大熊座内的北斗七星。在北半球，所有的拱极星都绕着北极星转动，而北极星几乎是固定不动的永远在北方（方位角为0°），与地平线保持着相同的高度（距离地平线的角度），并且总与观测者所在地的地理纬度相同。天球赤道天球赤道是在天球上的一个大圆，它与地球的赤道是同一个平面。换言之，天球赤道是地球赤道在天球上的投影。相同的结果是地球的轨道倾角，使天球的赤道相对于黄道平面倾斜约23.5°。在地球赤道上的一位观测者，看到的天球赤道是通过天顶的一个半圆，而当观测者向北（南）移动，天球赤道就会向南（北）方地平倾斜。天球赤道的距离被定义为无穷远（因为它位于天球上），因此观测者看见天球赤道半圆的末端，相对于观测者，永远都在地平的正东方与正西方（只有在地理极点的观测者，看见的天球赤道是平行于地平线）。在所有的纬度上，观测者看见的天球赤道看起来都是一条理想的直线，因为观测者与地球赤道的距离都是有限的，但是天球赤道的距离是无穷远的。在地面上如何确定天赤道：举一手与北极星成一直线，举另一手与之成直角，所指即在天赤道上。（原理：因为北极星离地球400光年，地球半径与之相比长度几乎可以忽略。因此，北极星的高度（角度）应该就约等于（北半球）观测者所处的纬度；按上述方法举起“另一手”所形成的线就大致平行于赤道；又因为天球是无穷大的，观察者与地球赤道之间的距离就可以忽略不计，因而该手所指，就无限接近于天赤道。或者更简单地解释：北极星离地球极远，因此，观察者与北极的连线就无限接近于北极星与地心的连线；与该线垂直的线就应平行于赤道；而又因为天球是无穷大的，观察者与地球赤道之间的距离就可以忽略不计，因而该手所指，就无限接近于天赤道。）位于天球赤道上的天体在全球各地都能看见，但是只有在中天时到达最高点，而只有在热带才能真正的在天球的最高处看见。天球赤道经过的星座共有15个，名称如下：\uf0b7双鱼座\uf0b7鲸鱼座\uf0b7金牛座\uf0b7波江座\uf0b7猎户座\uf0b7麒麟座\uf0b7小犬座\uf0b7长蛇座\uf0b7六分仪座\uf0b7狮子座\uf0b7室女座\uf0b7巨蛇座\uf0b7蛇夫座\uf0b7天鹰座\uf0b7宝瓶座",)