1.观星方案——星空瞭望步骤指南
夜空中闪烁的繁星总是令人无限神往，但这美妙的景色却近在咫尺，远在天边。古人们由于技术条件的限制，无法弄清星星的真实面目，只能妄加猜测，给它们附会上诸多的神话故事。随着人们思想的不断进步和天文望远镜的发明，人类终于能一睹繁星的真容。而无数的繁星应该以什么样的方法进行观测，观察到的星星又该如何分类？这又是摆在观测者面前的一大疑问。踏入观星之旅，这些问题将会一一破解。
在一个天气晴朗的夜晚，带上一双明亮的眼睛，一个小手电，一块红色的玻璃纸，约三五个好友一起，找一个空旷的地方，尽情地欣赏那满天美丽而又神奇的星空吧。另外，你还可以挑战一下自己寻找星座的能力。不过，在观看星星的过程中，一定要掌握一些基础的观星步骤哦，那样会让你事半功倍的！
晴朗的夜晚，我们仰望天空，总能被那点点繁星闪烁着的灿烂光芒所吸引。面对满天耀眼的星星，怎样才能更好地进行观察呢？又怎样才能把那些美丽的星星尽收眼底呢？这也是许多天文爱好者希望能尽快解决的问题。其实，观察星星也是需要有一定的准备和安排的。
随着世界人口越来越稠密，城市化现象越来越明显，不断增多的照明设备造成了极大的光污染。在明亮的橙色天空中，最多也只能观测到200颗星。因此，在观星前，我们最好选在远离城市的空旷场所。但我们如果能选择一个视野极为开阔，而且地平线较低的地方仰望星空，随意就能看到天空中4500多颗星星。假如你对这个数字有所质疑，那么尽可用实践去检验这一切——去亲自体会一下吧！
由于夜晚温度降低，因此去户外观星，即便是在夏天我们也要穿上长袖的衣衫和裤子。还要注意预防蚊虫叮咬，如果想看到更多美丽的天体，不妨自备双筒望远镜或是天体望远镜。
当然，为了能更好地观测到星星，我们必须先让眼睛习惯黑暗。一般而言，在完全黑暗的环境中待上15分钟后，你的眼睛就可以完全适应黑暗了。这便是黑暗适应的过程。在黑暗无光的状态下，我们的瞳孔会放得比白天大，这样就能让更多的光线进入眼睛。这些进入眼睛的光线会迅速产生各种各样的化学反应，由此激活那些可以接受光线的视网膜视杆细胞，这样就可以让我们在透视条件很差的情况下还能看到那些昏暗的星星。
观星时，究竟从天空的什么位置开始观察才是最好的选择呢？这就要取决于我们所处的位置，位于地球的什么地方。对于在北半球居住的人们而言，观星的最佳出发点就是天空中最明亮的那个星座——北斗七星。其实北斗七星并不是一个完整的星座，它只是大熊星座的一部分。如果天空比较黑暗，而且天气晴朗的话，我们在中纬处就可以看到北斗七星，它的七颗星星每一颗都很明亮。不过，由于地球一直在不停地转动，所以我们并不能指望北斗七星长时间待在某一个固定的位置不动。一般而言，在春季和夏季的夜晚，北斗七星就会高高地挂在空中；而在秋季和冬季的夜晚，北斗七星则会与地平线较为“亲近”。观星时，我们可以用北斗七星做路标，如此我们就可以找到很多其他的星星和星座了。
反观南半球，一般只有在四月中旬才可在半小时内看见北斗七星。因此这个时期我们凝望星空的旅程就需要以其他的星星作为辅助。在南半球的星空，我们需要寻找一个小星座，这个其实就是被人们称为南十字座的最小星座。在南半球，南十字座的作用就好比北斗七星在北半球的作用一样。因为它们同样可以用来帮助人们在黑暗中寻找路线。沿着各种各样假想的线条，我们就可以很容易地找到天空的南极，因为我们会仿佛看到群星都围绕着这一点转动。但是有一点比较遗憾，当我们一路搜寻，终于找到这一点时，就会发现那里是一片黑暗。那里并没有南方之星，或者是南极星。由于地球在自转和公转的状态下，南十字座的位置都会有所不同，因此它与北极看到的北斗七星一样，在春季和夏季的夜晚，它会高高地挂在空中，而在秋季和冬季的夜晚，它则会与地平线较为“亲近”。
当我们掌握了上述规则，观星时就会好比航海的人有了灯塔，在黑暗中为我们指明了方向和道路。
北斗星阵
我们的祖先，经过对天象变化的长期观测，看到天上有一组由七颗星组成的星阵，即“北斗七星”。若用一根假想的线将它们连接起来，就像我们生活中用的勺子，在古代，这又像人们用来量米的斗，前四颗星为斗身，后三颗星为斗柄。每当这个斗柄指向正东方时，太阳恰好直射赤道，于是古人将这时定为春分。这个时期大地之上，万物开始复苏，呈现出一派生机。每当斗柄指向正南方时，太阳光就会越过赤道直射到北回归线，此时大地之上阳光普照，于是古人将这时定为夏至。每当斗柄指向正西方时，太阳光的照射便会再次直射赤道，于是古人将这时定为秋分。每当斗柄指向正北时，太阳光便会偏离赤道而直射到南回归线，这时阳光照射的斜度最大，于是古人将这时定为冬至。
2.星团——恒星集中营
金牛座的昴星团和毕星团被人们比喻为天上的七仙女，深受人们喜爱。一直以来，人们不断地为它们编织出很多美丽感人的神话故事，然而对更多的人而言，他们对那些神话故事早已耳熟能详，但是对什么是星团，却理解得模糊不清。科学家经历了很长一段时间的观察研究，才揭开了星团的神秘面纱。
天空中，恒星往往成群分布。一般地，我们把恒星数在十个以上而且在物理性质上相互联系的星群称为“星团”。例如金牛座中的“昴星团”“毕星团”，巨蟹座的“蜂巢星团”等。
另外，我们还根据星团包含的恒星数、星团的形状和在银河系中位置分布的不同，又把星团分为疏散星团和球状星团。
疏散星团一般指由十几到几千颗恒星组成，结构松散，形状也不规则的星团。由于它们主要分布在银道面，因此我们又称其为银河星团，它主要由蓝巨星（如昴宿星团，又名昴星团）组成。在疏散星团中，所有恒星密度不一，但是它们与球状星团中恒星的高度密集相比，疏散星团中的恒星密度要低很多。疏散星团一般只在恒星活跃的区域才会形成，包括旋涡星系的旋臂和不规则星系。一般而言，疏散星团都很年轻，仅有数百万年的历史，甚至比地球上许多岩石还要年轻。在所有疏散星团中，那些较年轻的星团仍然有可能含有形成时分子云的残迹，并且还会有由星团产生的光形成电离氢区。疏散星团的寿命取决于它们所在银河系中分布的位置。一般而言，早期形成的星团较为接近星系的边缘。由于银河系中心部分潮汐力较强，会加快星团的分裂过程，而那些令星团分裂的巨型分子云多聚集在星系的中心部分，因此位于星系中心部分的疏散星团会比位于外围部分疏散星团寿命更短。不过，许多疏散星团本身并不稳定，而质量又较低，因此疏散星团只有比其成员的平均速度更慢的逃逸速度，才能保持其位置，否则它们在几百万年之内就会迅速分散。
球状星团一般大多都分布在银河系中心位置，由成千上万，多至几十万的恒星组成。它们聚集在一起形成球形，越往中心越密集。与疏散星团不同的是，每一个球状星团内的恒星差不多都是在同一时期形成的，它们的演化过程也大致相同。球状星团中，最为著名的要数武仙座的球状星团了，它是距离我们大约2.5万光年，由大约250万颗恒星组成的庞大星团。
银河系中的众多繁星并不全是“土著”，其中大约有四分之一的球状星团是在星系兼并过程中进入银河系的“外来户”。
在所有球状星团中，只有两个是不需望远镜就能看见的，一个是全天最明亮最美丽的球状星团半人马座ω星团，另外一个则是继半人马座ω星团之后的第二个全天最亮最美的球状星团——杜鹃座47星团。其中，半人马座ω星团因位于南天，因此北半球中纬度以北的人们都无缘与它会面。不过，如果你有机会去南半球，那你可别忘了抬头仰望星空，因为它仅凭肉眼就能看见。这两个亮星团都是以恒星的名称命名的，因为古代天文学家并没有发现它们是星团，而只是把它们当作了一颗恒星。
为什么会有潮汐现象？
潮汐是一种海水的周期性涨落现象。因白天为朝，夜晚为夕，所以古人把在白天出现的海水涨落称为“潮”，在夜晚出现的海水涨落称为“汐”。这种现象曾一度令他们感到很纳闷，不知究竟是什么原因造成的。后来经过人们的细心观察发现，潮汐每天出现的时间都会比前一天推迟一会儿，而这一时间和月亮每天推迟的时间是一样的，因此人们便联想到潮汐和月球之间有着必然的联系。这一点在我国古代地理著作《山海经》中就有提及，东汉时期王充在他所著的《论衡》一书中，则有明确的句子来说明这一现象：“涛之起也，随月升衰”。但是，直到牛顿发现了万有引力定律，拉普拉斯才从数学的角度证明了潮汐现象确实是由太阳和月亮，主要是月亮的引力造成的。
3.星系——聚集无数星星的“岛屿”
说到对星系的了解，人们最为熟知的便是银河系，而事实上，宇宙空间并非只有这一个星系，它也只能算得上是整个宇宙星系中一个普通的小小的星系。目前科学家通过各种先进的观测方法观察到的星系已经有好几万个了。那么，什么是星系，它到底有着什么样的特征呢？为此，科学家给我们做出了很好的解释。
每当我们在遥望星空时，那横贯天际蔚为壮观的银河总是让我们欣然神往，思绪万千。倘若我们仔细观察，便能看出银河其实是由许许多多颗星星组成的。在天文学中，通常我们会把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统称为“星系”。例如，太阳就是银河系中普通的一颗恒星。
星系又称恒星系，它是宇宙中庞大的星星的“岛屿”，同时也是宇宙中最大最美丽的天体系统之一。截止到目前，人们已经在宇宙中观测到了约一千亿个星系，它们中有的离地球距离较近，我们可以清楚地观测到它们的结构；而有的则距地球非常遥远，目前我们所知的最远的星系距离地球有将近150亿光年。
在较早时期，星系曾被归到星云一类，直到1924年，准确测定了仙女座星云，即严格意义上被称为“仙女座河外星系”的距离后，才正式确立了星系在宇宙中的存在。我们所居住的地球，就是一个巨大的星系——银河系中的一颗小行星。在银河系之外的宇宙中，还有上亿个像银河这样的太空巨岛，我们统称它们为河外星系。
星系的形状没有定式，是多种多样的。大致上，我们可以划分出椭圆星系、透镜星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系五种。而且，星系在太空中也并不是按照一定的规律均匀分布的，它们往往聚集成团。少则三两成群，多则几十几百个聚在一起。我们又把这种集团称为“星系团”。
河外星系其实是一种很复杂的天体系统，它的光是其各个组成部分发出光的总和。因此，当我们从整体上对河外星系进行分光研究时，所拍到的光谱是它所有组成部分的光谱的叠加。不过很显然，河外星系的组成与它的类型有关，只要其组成部分不同，河外星系所累积的光谱就不相同。其中，椭圆星系的累积光谱型最晚，大致相当于K型。从椭圆星系到不规则星系，它所累积的光谱型越来越早。一般而言，不规则星系没有结构可言。E系一般由核和晕组成。核又分为核球和核心。其中，一些矮E系没有核。S系，包括SB最复杂，由核心、核球、盘和晕以及盘内的旋臂组成。S0系和E系的主要差别是SO系有盘，SO系和S系的差别是SO系没有旋臂。
不过，就宇宙中的所有大星系而言，不规则星系占的比率是最小的，往上是椭圆星系，最多的是旋涡星系。旋涡星系本身自转速度较快，其盘面中含有大量尘埃和气体，这些物质聚集成可以供恒星形成的区域。由于这些区域会发育出含有许多蓝星的旋臂，所以看上去盘面是一种偏蓝的颜色。而在其棒状结构和中央核球上稠密地分布的那些恒星都是很年老的。椭圆星系与旋涡星系相比，它自转得很慢，不过它的结构均匀而对称，也没有旋臂，星系上也没有尘埃和气体。
而关于星系的演化过程，历史上曾一度把星系形态的序列当成演化的序列。当时人们认为，星系是从椭圆形开始，然后再逐渐发展成透镜型、旋涡型、棒旋型，最后再变成不规则型的。到今天，这种观点已经基本上被推翻了。目前的观点是，认为这一过程与恒星形成的力学机理相关，但是这一观点也还并没有得到证实，仍然停留在假说的阶段。
好在，随着“开普勒”太空望远镜的发射升空，对人类对地外文明的探索工作有了很大的促进作用，而渴望揭开浩瀚宇宙中那一个个璀璨而美丽的星系的神秘面纱，也是促使人们不断向太空进行探索的动力之一。
“开普勒”天文望远镜
美国东部时间2009年3月6日22时50分，北京时间7日11时50分，世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器——“开普勒”太空望远镜，从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台顺利发射升空，它将成为美国宇航局发射的首颗探测类地行星的探测器。接下来，在至少三年半的任务期内，“开普勒”太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约十万个恒星系统，以寻找类地行星和生命存在的迹象为目标展开观测。
4.星云——宇宙中美丽的星星之云
宇宙空间有很多美得令人炫目的景色，星云便是其中之一。不少天文爱好者对其情有独钟。纵观宇宙，星云总是显得那么悠闲自在，时而又变化多端，耀眼夺目，把我们的宇宙装饰得绚丽多姿。星云，虽然是在恒星爆发中诞生的，但是望着它那婴孩般美丽的面容，除了纯净和安详，你几乎再找不到合适的词语来描绘。那么，星云究竟是什么，我们又该如何来给其下定义呢？
以前，人们总是喜欢把星系和星云弄混。因为那时候天文学者们的观测条件有限，没有倍数足够大的望远镜将它们区分开来。因此，人们曾一度以为那些长得像旋涡的云雾状深空天体和猎户座里的大星云属于同一种类。尽管今天，我们还是会把某些星系称作星云，但是已经可以很清楚地从本质上把这两类有着明显区别的天体区分开了。
刚开始，人们给星云/Nebula赋予的涵义很广，几乎包含了除行星和彗星外的所有延展型天体。英语中星云的原意是“云”。天文学中，常常会出现旧术语在现代被混淆使用的现象。有时候，我们会将星系、各种星团及宇宙空间中各种类型的尘埃和气体统称为星云。但严格意义上讲，星云与星系不同，并不是由大量恒星围绕着一个共同的中心构成的大型宇宙天体系统，而主要由飘浮在星际空间的尘埃和气体组成。因此想要给星云下一个严格的定义并不简单。
各种星云从几光年到几千光年大小不同，姿态各异。星云和恒星有着“血缘”关系。恒星抛出的气体将成为星云的组成部分，星云则会在引力作用下压缩成为恒星。在一定条件下，星云和恒星是可以互相转化的。与恒星相比，星云具有质量大，体积大，密度小的特点。即便是一个普通的星云，其质量也至少相当于上千个太阳，半径大约为10光年。
从星云发光的方式来看，我们可以简单地把星云分为两类。一类是发光星云。这类星云大多位于恒星内部或邻近区域。虽然这些恒星并不一定都是从这些星云中诞生的，但所有这类星云中的物质都因受到这些恒星强烈辐射的激发而发出带有颜色的光。由于这类星云的主要成分是氢，而氢受激发时会发出偏红色的光，所以我们看到的这类星云通常呈红色。
另一类是反射星云。反射星云本身并不能发光，因为它的主要成分是星际尘埃。它们之所以能被人观察到，主要是由于它们反射了邻近恒星发出的光。因为它们反射的蓝色光较多，因此这类星云通常都呈蓝色。
事实上，发光星云和反射星云通常都像连体婴儿一般，总是密不可分，喜欢待在一起。因此，我们也把它们统称为“漫射星云”。在这些星云中，通常还会孕育着年轻的恒星。
从星云的形态来看，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，它就如天空中的云彩一般，常常呈现为一种不规则的形状，但是它们一般都得使用望远镜才能观测到，很多只有用天体照相机作长时间曝光才能显示出它们的美貌。它们的直径，则在几十光年左右，大得让人惊叹！而行星状星云实际上指的是一些即将消亡的恒星抛射出的气体外壳。比如我们每天都可以见到的太阳，它在约五十亿年后也可能会产生一个行星状星云。也许有人会认为它的产生与行星有关，其实不然。它们并没有直接的联系，我们之所以称之为行星状星云，是因为它在小型的天文望远镜中看起来跟一颗行星非常相似，而且一个典型的行星状星云的跨度小于一光年。
“光年”是什么？
光年一般是用来量度很大的距离，如太阳系跟另一恒星之间的距离。需要强调的是，光年并不是一个时间单位。在天文学里，秒差距是另一个常用的单位，1秒差距=3.26光年。光行走一年的距离叫“一光年”。一光年约为9.46x1012km。这个更正式的定义是：在一儒略年的时间中即365.25日，而每日相等于86400秒，一年就是31557600秒，在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。由于在真空中，光速为每秒299,792,458米（准确值），所以一光年等于9,460,730,472,580,800米。
5.流星——被“俘获”的宇宙物质
相传，对着流星许愿，愿望就可能实现，因此我们每个人心中对流星都怀有一种特别的感情。流星，就像河里溅出来的一滴水花儿，从银河当中飞了出来，迅速地滑过深蓝色的夜空，然后悄无声息地向北面坠落下去。那么，为什么天上会出现流星呢？流星到底是一种什么样的物质呢？
众所周知，在太阳系中，除了八大行星、矮行星和它们的卫星之外，还有彗星、小行星等许多小天体。虽然小天体的体积很小，但它们和八大行星、矮行星一样，也都在围绕着太阳不停地公转。如果它们“溜”到了地球附近，就有可能以每秒几十公里的速度闯入地球大气层，其表面的物质就会与地球大气发生剧烈摩擦，产生的巨大动能便会转化为热能，引起物质电离发出耀眼的光芒。而这种光芒就是我们经常看到的流星。
流星总是悄无声息的一扫而过，如果你没有亲眼看见，通常不会听到什么声音。不过，据说曾经有人听到过那些非常亮的流星发出的声音。比如火流星，我们可能会听到它滑落时发出的声音。但是这些声响主要集中在低频波段。流星有时会在它滑行过的轨道上留下一条持久的余迹。余迹的颜色以绿色为主，是中性的氧原子。通常会持续1~10秒的时间。肉眼可以看到余迹的亮度迅速由亮转暗。在极限星等为4~5等的特殊情况下，流星的余迹一般可持续1~30分钟。这些亮光主要来自炽热空气和流星体中的金属原子。
天空中有一些流星是会单个出现的，无论是从方向还是时间上都很随机，也没有任何辐射点可言，这种流星称为偶发流星。流星雨与偶发流星有着本质的不同，流星雨有一个重要特征就是，所有流星的反向延长线都相交于辐射点。
流星雨其实就是一种成群的流星，很有观赏价值。它看起来就像是从夜空中的一点迸发出来，并坠落下来的特殊天象。通常，我们把这一点或一小块天区叫作流星雨的辐射点。为了能够很好的区别来自不同方向的流星雨，人们会以流星雨辐射点所在天区的星座为流星雨命名。例如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点都在狮子座中，就被命名为狮子座流星雨。其他还有宝瓶座流星雨，猎户座流星雨，英仙座流星雨等。
即便是同一个星座的流星雨，其规模也并非每次都相同。有时在一小时中只出现几颗流星，但由于观察时看到它们都是从同一个辐射点“流出”的，因此也属于流星雨的范畴；有时在极短的时间里，在同一个辐射点中可以迸发出成千上万颗流星，就像节日中人们燃放的礼花那般美丽壮观。人们还把每小时出现的流星数超过1000颗的流星雨称为“流星暴”。比如说狮子座流星雨，它的母彗星在绕太阳公转的同时，会不断地抛散自身的物质，就像洒农药那样，在它行进的轨道上散下许多的小微粒，但是这些小微粒分布都并不均匀。有的地方稀薄，有的地方密集，当地球遇上微粒稀薄的地方时，就只能看到少量的流星，如果地球遇到密集的地方，则可以观察到大量的流星。虽然这些小微粒很容易受各种因素的影响而慢慢飘散，但是当彗星回归时，地球就会经过它近期释放出的颗粒稠密区。这时，地球上的人们便可以凭肉眼观察到大规模的流星雨。
一般而言，流星雨的出现在时间上都具有一定的周期性，有些甚至可以通过科学进行准确的预测，因此流星雨也被称作周期流星。我国是最早发现和记载流星雨的国家，《竹书纪年》中就有“夏帝癸十五年，夜中星陨如雨”的记载，最详细的记录则收录在《左传》中：“鲁庄公七年夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨。”鲁庄公七年即公元前687年，这是世界上对于天琴座流星雨的最早记录。其实，流星雨并不是像观察到的那样美丽迷人，流星实际上就是一颗离地球较近的陨石所释放出的尘埃，其中还会有一些相对比较大点的石块，当它们到达地球时被地球的磁场所吸引就会与大气摩擦，产生流星雨。
历史上的流星雨
我国古代，大约有180次关于流星雨的记录。其中狮子座流星雨记录有7次，天琴座流星雨记录大约有9次，英仙座流星雨大约12次。这些珍贵的历史资料，对于研究流星群轨道的演变有着重要的历史作用。流星雨每一次出现的场面，总是令人动容。这一点在我国古籍中也有很精彩的记录。例如《宋书·天文志》中记录的公元461年天琴座流星雨的一次记录：南北朝时期刘宋孝武帝“大明五年……三月，月掩轩辕……有流星数千万，或长或短，或大或小，并西行，至晓而止。”当然，记录中所谓“数千万”并不是一个准确的数字，而是“为数极多”的泛称。
6.星星的亮度——确定星级的指标
晴朗的夜空中，满天的星斗就像银灰色的天幕上缀满一颗颗夺目的宝石，晶莹柔和的光辉照拂着大地，令大地上的一切都变得那么雅致，那么幽静。但是为什么有的星星是那么耀眼夺目，而有的星星却只是在一旁很羞涩地露出一点点微弱的光呢？这个问题的产生与星星的亮度有关。
早在公元前2世纪，一位叫喜帕恰斯的古希腊天文学家，他在爱琴海的罗得岛上建起了一座观星台，通过观察，他对天空中的恒星十分熟悉。一次，他在观察星空时，在天蝎座中发现了一颗陌生的星。凭他多年来观测星空的丰富经验判断，这颗星并不是行星，但是前人也没有对这颗星进行记载。那这到底是什么天体呢？这位细心的天文学家对此感到十分好奇，于是把这一发现作为一个重要的研究方向。他决定为天上所有的星星绘制一份详细的恒星天空星图。经过多年的辛苦努力，一份标有1000多颗恒星精确位置和亮度的恒星星图终于成功地绘制完成了。为了能清楚地反映出恒星亮度的不同，喜帕恰斯特意将恒星亮暗分成等级。他从所有的恒星中挑出最亮的那20颗作为一等星，把看上去最暗最弱的恒星作为六等星。在这中间又分为二等星、三等星、四等星和五等星。
天文学上，区分星星的明暗程度是用“星等”来表示的，星等分为目视星等及绝对星等两种。目视星等指的是我们用肉眼能看到的星星。那些肉眼看上去不突出的、不明亮的恒星，并不代表他们的发光本领很差。因为我们所看到恒星视亮度，除了与恒星本身所辐射的光度有关外，与地球距离的远近也是十分重要的一个因素。亮度相同的星，距离我们比较近的那一颗，看起来自然也就比较光亮。所以晦暗的星并不代表就比光亮的星小。
天文学上，我们一般用小写字母m表示目视星等。由于目视星等并没有实际的物理学意义，因此天文学家还制定了用绝对星等来描述星体的实际发光本领。假想把星体放在距离10秒差距，即32.6光年远的地方（秒差距亦是天文学上常用的距离单位，1秒差距等于3.26光年），所观测到的视星等即为绝对星等。我们一般用大写字母M来表示绝对星等。目视星等比所有的星星都小，而它之所以看上去比较光亮，只不过是因为它离地球近而已。更有甚者，比如月亮，它自己本身并不发光，只是反射一些太阳光，但在我们眼里就俨然成了天空中的第二亮天体。因此，只有天文学上“绝对星等”的数值才能真正反映星星们的实际发光本领。
人体肉眼所能够看到的最暗的星是6等星即6m星。在晴朗而又没有月亮的夜晚，出现在我们面前的恒星天空中，用肉眼可以直接看到大约3000颗恒星，整个天球中，人们能用肉眼直接看到的恒星约有6000颗。当然，如果我们透过天文望远镜观看，就可以看到更多的恒星。中国到目前为止，最大的光学望远镜物镜直径有2.4米，如果装上特殊的接收器，可以观测到23~25等星。1990年4月24日，美国发射的绕地球运行的哈勃太空望远镜，则可以观测到28等星。每当满月之日，月亮的亮度相当于-12.6等，在天文学上写作-12.6m；太阳是我们在地球上可观测到的最亮天体，它的亮度可达-26.7m；而当今世界上最大的天文望远镜可以观测到暗至24m的天体。在众多繁星中，标准的一等星是闪耀在夏天的夜空中那颗著名的天鹰座牛郎星。
关于星星的亮度分级记载中，最早是由希腊天文学家把天上最亮的20颗星定为一等星，再依光度不同分为二等星、三等星，依次类推到六等星。直到1930年，英国天文学家波克松用光学仪器测定出星星的光度，规定出每一等星的光度相差2.512倍，至此，星星的亮度分级才有了一个明确的标准，即一等星比二等星亮2.512倍，比三等星亮6.3倍，到六等星时亮度差100倍。
光学望远镜
光学望远镜分为折射式望远镜、反射式望远镜、施密特望远镜3种。19世纪初时，折射式望远镜还是天文学界的主流，当时天文学上研究的重点在于天体测量，邻近恒星位置的测定。随着时代的不断变迁，天文学家们开始探索到银河系以外的星系，并逐步开始研究整个宇宙的结构，这时，巨无霸的大型反射望远镜便取代了折射式望远镜在天文学上的地位。而施密特望远镜的特长是拍摄深远微暗的天体照片，它的出现让天文学家能按图索骥地去研究探索数十亿光年之遥的宇宙深处。
7.黄道十二宫——古人绘制的星图
我们每个人出生的月份都与一个星座相对应，有的人是白羊座，有的人是双鱼座，有的人是金牛座，有的人是天蝎座……尤其是时代发展到今天，受西方人影响，我们越来越喜欢利用星座来测自己的性格和事业等，但是，你们知道这常见的12个星座到底是怎么来的吗？其实，早在几千年前就已经出现了关于它们的来历和划分的方法。
假如我们把浩瀚的宇宙看成一个天球，那么宇宙中的88个星座则把整个天球分成了北天球和南天球两大部分。我们根据每个星座的大部分面积是位于北天球还是南天球，来确定称它们为北天星座或南天星座。根据这种划分方法，北天有28个星座，南天则有48个星座，另外还有12个为黄道星座。
“黄道”是指在天文学上，以地球为中心，太阳环绕地球所经过的轨迹。黄道宽16度，环绕地球一周为360度，宇宙中，除冥王星以外所有行星运转的轨道都在黄道面上。在黄道两边的一条带上，分布着12个星座。太阳就是在黄道上自西向东运行，每年运转一周。
在这88个星座中，有12个都属于黄道星座。除了蛇夫座的一小部分之外，从春分点所在的双鱼座开始，它们分别是双鱼座、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、宝瓶座这十二个星座。黄道星座的名称虽然经过多次的变迁，但他们中很多都与神话有关，并且多数都是以动物名称命名。
黄道星座最早是由古巴比伦人发现的。他们通过对这些星座的长期观测，终于定出了黄道，后来，他们又把黄道分成12等份，每等份30度，称为1段。太阳在12个月内绕黄道运行1周，因此也可以说太阳在黄道上每月运行1段。在古人看来，太阳是阿波罗神，他休息居住的地方必然是金碧辉煌的宫殿，因此，他们就把黄道上的1段叫做1宫。这样，黄道上的12段就又被称作“黄道十二宫”。黄道十二宫的名称与黄道附近的12个星座相同，即白羊宫、金牛宫、双子宫、巨蟹宫、狮子宫、室女宫、天秤宫、天蝎宫、人马宫、摩羯宫、宝瓶宫和双鱼宫。
虽然黄道十二宫与黄道附近的12个星座使用同样的名称，但是它们之间却有着本质的差别。黄道十二宫表示太阳在黄道上所处的位置，宫与宫之间的距离是固定的，每个宫大小都一致，均为30度。而黄道附近的12个星座大小却不相同，例如双鱼座的宽度达到49度，而巨蟹座的宽度却只有21度；12个星座是分布在黄道两边各8度的区域，而并不一定都位于黄道上。
如今，太阳进入每一宫的时间都是固定的，每年的3月21日前后，太阳便会来到春分点，进入双鱼宫；6月22日左右，太阳会来到夏至点，进入双子宫；9月21日前后，太阳会来到秋分点，进入室女宫；12月22日左右，太阳会来到冬至点，进入人马宫。但是，在2000年前，却并不是这一情况，因为当时在太阳和月亮的引力作用下，地球自转轴在天空中并不是固定地指向同一位置，而是在天空中不停地转圈子。这种现象叫做岁差。由于岁差的原因，2000年前，太阳在上述的4个时间里，分别进入白羊宫、巨蟹宫、天秤宫和摩羯宫。
在黄道十二宫中，白羊座位列第一。它也是古春分点的位置，白羊其实就是希腊神话中的金羊。后来伊阿宋为了夺走这金羊的羊毛，还发生了一段精彩的冒险故事。白羊座也被称作“牧羊座”。接下来第二宫即为金牛座，以此类推。
在古代，人们喜欢用黄道十二宫来占卜，但是由于岁差的关系，当年太阳经过的星座已经不再是现在占星学所用的黄道十二宫的日期了。
岁差现象
在外力的作用下，2000年前地球的自转轴在空间中并不是始终指向固定的方向，而是不断发生变化的。人们把地轴的长期运动称为岁差，而周期运动称为章动。岁差和章动引起了天极和春分点位置相对的恒星发生变化。公元前二世纪，古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含一千多颗恒星的星表时，曾首次发现岁差现象。中国晋代天文学家虞喜，通过对冬至日恒星的中天的详细观测，也独立地发现了岁差现象。《宋史·律历志》上记载说：“虞喜云：‘尧时冬至日短星昴，今二千七百余年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至’”。这也是“岁差”这个名词的最初由来。不过，第一个指出产生岁差原因的是伟大的物理学家牛顿，他发现，之所以会产生岁差是因为太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。
8.观星天文台——观察宇宙的“显微镜”
早在远古时代，人们对那些远在天际的星星就产生了极大的兴趣。那时候，世界各地的人们已经建立了各式各样的观星台。虽然在今天看来，那些观星台都十分简陋，但这确实可以算得上是最早的天文台了。而随着科学技术的不断发展，今天我们建立的各种观星天文台，则越来越具有科学性。那么，天文台到底是什么样子的呢？它们一般需要建造在什么地方呢？下面我们就来讲述一下天文台的故事。
公元前2600年，古埃及人为了更好地观测天狼星，建立了一座迄今为止已知的世界上最早的天文台；公元前2000年，古巴比伦也建立了天文台。而在大约2500年前，中国也已经有了天文台，当时人们称其为清台、灵台、观象台。在我国古代，许多地方的天文台，不但被作为天文观测的场所，也被当作运用占星学的场所，也因此天文台一般都被统治者所控制。
如今，我们来到英格兰威尔特郡索尔兹伯里平原古老而广漠的平原，还能看到那里矗立着一个占地大约11公顷的奇特巨石建筑，它被人们称之为“巨石阵”。巨石阵是由许多整块的蓝砂岩组成，每块蓝砂岩约重50吨。这个巨石阵不仅在建筑学史上占有重要的地位，在天文学上也同样具有重大的意义：它的主轴线、通往石柱的古道与夏至日早晨初升的太阳位于同一条直线上；另外，巨石阵中还有两块石头的连线指向冬至日落的方向。人们据此猜测，这很可能是远古人类为观测天象所建造的，如果猜测属实，那这便可以算是天文台最早的雏形了。
现代，天文台主要是为利用天文望远镜观测星星所建。天文台的屋顶建的很有特色，远远望过去，那银白色的半圆形屋顶在阳光的照耀下闪闪发光。其实，天文台之所以要建这样半圆形的屋顶并不是为了有观赏价值，而是用作天文台的观测室。人们把天文台的屋顶造成半圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置一个由计算机控制的机械旋转系统，如此一来，就更便于对天空的观测研究了。每当要用天文望远镜进行观测时，只要启动控制圆形屋顶的按钮，把天窗转到要观测的方向，这时望远镜也会随之转到同一方向，这样就只需上下调整一下天文望远镜的镜头，天文学家们就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。在不观察的时候，天文学家们又只需要把圆顶上的天窗关起来，就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭了。
在天文台里，人们往往通过高倍的天文望远镜来观察太空，这样的天文望远镜体积往往都非常庞大，不能随便移动。但是天文望远镜所要观测的目标，又总是分布在天空的各个方向。因此如果我们仍然采用普通的屋顶，就很难使望远镜迅速而准确地指向任何方向上的目标了。而把天文台的屋顶造成半圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置上由计算机控制的机械旋转系统，这样就能让观测研究变得十分方便。
天文台一般都设在山上，这并不是因为在山顶上距离星星更近一点。我们知道任何一颗星星距离地球都非常遥远。例如恒星一般都在几十万亿千米以外，即便是离地球最近的天体月亮，离地球也有38万千米的距离。而地球上的高山一般都只有几千米，缩短这么一小段距离，显然没有任何作用的。又由于地球时刻都被一层大气包围着，星星的光亮要通过大气才能到达天文望远镜。因此空气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，都会对天文观测产生影响。尤其在大城市附近，夜晚城市的灯光会让空气中的这些微粒变得更明显，使天空带有亮光，这对天文学家观测较暗的星星影响很大。但是如果是在远离城市的地方，那么尘埃和烟雾较少，观测环境也就会好些，不过也不能完全避免这些影响。海拔越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气的量就越少，观测时受到的影响也就越少，所以天文台大多设在山上。
周公测景台
周公测景台是我国古代测量日影，验证时令季节计年的一种天文仪器，也是我国现存时代最早，保护较好的天文台。据《周礼》记载，西周时，周文王的第四个儿子周公姬旦在营建东都洛阳时，在这里垒土圭，立木表来测量日影定出二十四节气。到了唐开之十一年（公元723年）著名的天文学家一行进行天文观测时，曾命南宫说仿周公的土圭木表换成了现在的石圭石表，距今已经有一千二百多年的历史了。周公测影台高3.9l米，由石圭和石表两部分组成。
9.星图——寻找星座的地图
对天文学家而言，星图对他们的重要程度就像地图对旅游者一样。在天空中，也同样可以用网格系统来标量天体的位置，就像地球上的经纬线。星图是天文学家在观测星辰的形象时所做的记录，它真实地反映了在一定的时期内，天文学家在天体测量方面所取得的成果。同时，它又是天文工作者认星和测星时的重要工具，就如地理学中的地图一样。
早在先秦时期，我国古代的天文学家就已经开始绘制星图了。目前为止，发现现存最早的纸绘星图是唐代的敦煌星图。唐敦煌星图最早是在敦煌藏经洞内被人们发现的，1907年被英国人斯坦因盗走，至今仍没有“回归”，现保存于英国伦敦博物馆内。该图绘于公元940年，图上一共绘制了1350颗星。其画法从十二月开始，按照每月太阳位置沿黄、赤道带分十二段，先把紫微垣以南诸星用类似墨卡托圆筒投影的方法画出，再将紫微垣画在以并极为中心的圆形平面投影上。这与现代星图的绘制方法相同，是我国流传至今最早采用圆、横两种画法的星图。
星图，是天文学家将天体的球面视位置投影于平面而绘成的图，是对恒星观测的一种形象记录，被作为天文观测的基本工具之一，是天文学上用来认星和指示位置的一种重要工具。
星图种类繁多﹐有的星图绘出各种天体，用来认证某天体（或天象）；有的星图只绘出恒星﹐用来辨认星星；有的则绘制一定时间内星空中的形态，用来对比现在与过去星空中发生的变异等。星图上一般都有坐标，大多数星图是用赤经、赤纬（见天球坐标系）来表示的。也有使用黄道坐标的黄道带星图，这种星图主要是为了方便观测黄道光和日照而绘制的。也有使用银道坐标的银河星图，这种星图主要是用于研究银河系恒星分布的。
宇宙中，天体都是四散分布的，不过从地球上观看，会觉得它们都包围着地球。于是，人们就把宇宙想象成是一个巨大的球体，并称之为天球。特别的是，天球上有网格，有南北极和赤道，并且在地球上都能找到与其相对应的位置。比如天球的北极对应地球的北极。天球在我们周围呈起伏延伸的状态，而星图却是平展的，这就意味着某些天体的位置会被歪曲。天文学家们为了最大限度地减少这种歪曲，把天空划分成一个个部分，然后再把它们拉平，这就有点像把橘子切开后再压平一样。在星图中，我们用大小不同的圆点表示观察到的天体的亮度，当然这只是一个大致的表达。因为我们所观察到的亮度，并不能准确地表示出天体距离我们是远是近，或是大是小。
使用星图时，只需将一端对着自己的头顶，另一端对着南/北地平线方向，它便会告诉你在这个时刻可以看到哪些天体。不过，由于在地球的南北半球看到的情况并不一致，而且由于那些靠近星图底部的天体都处于地平线附近，因此我们可能因种种原因而看不到一些星星。所以在选用星图时要清楚自己所在的纬度。
古墓里的星图
1971年，考古学家在河北省张家口市宣化区的一座辽代墓里发现了一幅星图。经过研究，发现该图是公元1116年绘制而成的，主要用于墓顶装饰。星图绘画在直径2.17米圆形范围内，以盖图式方法绘制而成，图中心嵌着一面直径为35厘米的铜镜，外圈绘制了中国的二十八宿，在最外层绘制的是源于巴比伦的黄道十二宫。从这幅星图中，我们可以看出在天文学领域内中外文化交流的迹象。1974年，考古学家又在河南洛阳北郊的一座北魏墓的墓顶发现了一幅绘于北魏孝昌二年（公元526年）的元乂墓星图，全图绘制了三百余颗星辰，其中有的还用直线联成了星座，最明显的是北斗七星。星图中央，还绘制了一条贯穿南北的淡蓝色银河。整个图直径约七米。这幅星象图是我国迄今为止考古发现的年代最早并且幅面较大，星数较多的一幅。
10.自制天文望远镜——亲自体验观星的乐趣
随着科学技术的日新月异，我们已经能透过新型望远镜观看到以前让我们感到好奇和神秘的宇宙空间。今天，在我们惊叹宇宙的浩瀚无边的同时，也不得不感谢天文望远镜这个伟大助手对我们观察宇宙作出的贡献。在天文史上，天文望远镜的成功发明不仅把人们带出了地心说的误区，而且也为天文事业带来了一次巨大的飞跃。
天文望远镜是用来观测天体的重要手段，我们甚至可以毫不夸大地说，如果没有望远镜的发明和不断创新，就没有现代天文学。随着天文望远镜在各方面性能的不断改进和提高，天文学也正发生着巨大的飞跃，迅速推进着人类去了解宇宙认识宇宙。
一般而言，那些制作精良的天文望远镜价格都比较昂贵，因此很难在大范围内普及。不过我们也可以自己动手制作一个望远镜，只要选材正确，还是可以达到比较满意的效果。
第一步就是选择物镜和目镜。选择物镜时最重要的是测量它的焦距，我们可以把物镜的一侧对着太阳，在另一侧放张白纸板，然后上下移动白纸板，使太阳在白纸板上形成一个清晰的成像。镜片到白纸板的距离就是镜片的焦距，我们只需用直尺量出这个距离便能得出镜片的焦距。
第二步是设计镜筒。一般我们都用黄纸板将整个镜筒做成两节，一节是物镜镜筒，一节是目镜镜筒。这样便于调节焦距，以适应视力不同的人观测。一般而言，镜筒的大小也颇有讲究，物镜镜筒的直径约等于物镜的直径，长度约等于物镜的焦距。目镜镜筒的直径约等于目镜的直径，而长度则应比目镜焦距长50毫米~80毫米。另外，目镜镜筒的外径需等于物镜镜筒的内径，以便让目镜镜筒既能插入物镜镜筒，又能贴得比较紧，便于前后调节焦距。
第三步就是物镜镜筒的制作。先找一根比物镜焦距稍长，直径约等于物镜直径的圆管做芯柱。然后在芯柱上卷绕黄板纸条，此时卷绕的纸条之间不能有间隙，也不能重叠。第一层卷好后，在第一层外面涂上糨糊或胶水，然后按与第一层相反的方向卷绕第二层。卷好之后，在第二层上涂上糨糊或胶水，然后按与第二层相反的方向卷绕第三层，方向与第一层相同。一般卷三层黄板纸就足够了。卷好之后，再在镜筒的最外面糊上一层牛皮纸，之后就将它放置在一旁稍晾一会儿，将中间的芯柱抽出，等到镜筒彻底晾干，物镜镜筒就做好了。
第四步就是目镜镜筒的制作。找一根直径约等于目镜的圆管做芯柱。然后按照物镜镜筒的卷绕方法加工目镜镜筒，不过由于目镜镜筒的外径需等于物镜镜筒的内径，因此当目镜镜筒外径卷绕到已经接近物镜镜筒内径的时候，就可以通过糊牛皮纸来逐渐达到要求。
第五步，也是最后一步，即安装镜片。安装镜片时最为关键的就是要使物镜和目镜的主光轴都落在镜筒的中心线上。这也是我们制作望远镜的又一个难点。为了便于制作，我们可以在镜片没有完全固定好之前，就进行一些简单的调整。对于物镜，我们可以把初步装上物镜的物镜镜筒对着远处的灯光，然后在物镜镜筒上没有物镜的一端蒙上一层半透明纸，使远处灯光通过物镜在半透明的纸中央成像。然后在不改变物镜镜筒的放置方向的情况下，转动镜筒，如果远处灯光的像始终都能落在半透明纸的中央，这就说明物镜的主光轴成功地落在了镜筒的中心线上，这样我们就可以把物镜固定下来了。当我们将物镜调整好之后，就可以把物镜镜筒的半透明纸撕掉，将初步装上目镜的目镜镜筒插入物镜镜筒内。接着，我们将整架望远镜仍然对准远处灯光，并通过眼睛的观测，不断地前后调节目镜镜筒的位置，使远处灯光落在望远镜看到的视野的正中央。然后停止转动物镜镜筒，单独转动目镜镜筒，如果这时远处灯光仍然一直位于视场中央，便说明目镜的主光轴落在镜筒的中心线上，此时便可以把目镜固定下来了。
当以上五步都完成之后，一个简单的天文望远镜就制作成功了。你不妨试一试，然后拿着自己做好的望远镜到星空下观望那些你感兴趣的，用肉眼不易看见的天体吧。
阿贝无畸变目镜
目前最常用的天文望远镜的目镜是阿贝无畸变目镜，它是1880年由德国蔡司公司创始人之一的阿贝设计而成的，为四片两组结构。其中，场镜为三胶合透镜，接目镜为平凸透镜，这一款目镜最大的突破是成功地控制了色差和球差，并且还把鬼像和场曲降低到难以察觉的程度，另外，它还可以提供40度~50度的平坦视场和足够的出瞳距离，在各倍率的使用状态下都有良好表现，因此，阿贝无畸变目镜一直被天文学家们广泛采用。
