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第9章 天文常识(2)

为了便于识别星星,古人将天球划分为许多区域,叫做星座,共有88个星座。每一星座可由其中亮星的特殊分布而辨认出来。他们的界线大致是平行和垂直于天赤道的弧线。

古巴比伦人对这些星座进行了长期观测,通过观测定出了黄道,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,因此它在黄道上每月运行1段。在古人看来,太阳是阿波罗神,它休息的地方定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段便成了“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、射手宫、摩羯宫、水瓶宫和双鱼宫。但它们有本质的差别。黄道十二宫表示太阳在黄道上的位置,每一宫都是30度,太阳进入每一宫的时间基本上也是固定的。而12星座的大小却不相同,例如双鱼座的宽度达49度,而巨蟹座的宽度只有21度。12星座也不一定位于黄道上,而是分布在黄道两边各8度的区域。

北斗七星

北斗七星,属于大熊星座的一部分。北斗七星位于“大熊”的背部和尾巴。它们依照古人的想象,像一只大勺子的模样。由勺口两颗星向外延伸五倍的距离,就可以找到位于正北方向的北极星了。跟随着斗柄的弧线还可找到北天著名的星座——灯塔座(Beacon)。

北斗七星从斗身上端开始,到斗柄的末尾,按顺序依次命名为α、β、γ、δ、ε、ζ、η,我国古代分别把它们称作:天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。从“天璇”通过“天枢”向外延伸一条直线,大约延长5倍多些,就可见到一颗和北斗七星差不多亮的星星,这就是北极星。北斗七星中,“玉衡”最亮,亮度几乎接近一等星。“天权”最暗,是一颗三等星。其他五颗都是二等星。在“开阳”附近有一颗很小的伴星,叫“辅”,据说,古代阿拉伯人征兵时,把它当做测验士兵视力的“试验星”。

季节不同,北斗七星在天空中的位置也不尽相同。因此,我国古代人民就根据它的位置变化来确定季节:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”北斗七星始终在天空中作缓慢的相对运动。其中五颗星以大致相同的速度朝着一个方向运动,而“天枢”和“摇光”则朝着相反的方向运动。因此,在漫长的宇宙变迁中,北斗星的形状会发生较大的变化,10万年后,我们就看不到这种勺柄形状了。

北极星

北极星并非正好在北极点上,它和北极点还有0.7°的距离,只不过再没有别的星比它更接近北极点了,所以它就近似的被人们视为北极点。北极星是小熊星座中最亮的恒星,但按亮度它只是一颗普通的二等星,属于“小字辈”。北极星也叫小熊座α星,它正处于小熊的尾巴尖端。中国古代称它为“勾陈一”或“北辰”。

北极星是野外活动、古代航海方向的一个很重要指标。古人认为北极星不动,而所有的星都环绕它旋转,所以称之为帝星。其实,这个说法是错误的。由于地球自转轴会大约26000年时间周期性的摆动,因此北极星也不是固定不变的。约4800年前,北极星是天龙座α星,到4000年后,仙王座γ星则会成为北极星。

银河系有多大?

许许多多的恒星合在一起,组成一个巨大的星系,其中太阳系所在的星系叫银河系。银河系像一只大铁饼,宽约8万光年,中心厚约1.2万光年,恒星的总数在1000亿颗以上。

为什么白天看不见星星?

因为白天部分阳光被大气中的气体和尘埃散射,把天空照得十分明亮,再加上太阳辐射的光线非常强烈,使我们看不出星星来了。

星星是黄色的吗?

用肉眼观看星空,我们只能看到有的星星亮一点,有的星星暗一点。如果用望远镜仔细观察,你就会发现星星的颜色也不一样,有红色的、黄色的、蓝色的、白色的等等,五颜六色,在天空中闪烁。

星星的颜色和它们的表面温度有关。太阳看上去是黄色的,它的表面温度大约是6000摄氏度;天狼星发出白颜色的光,它的温度比太阳高,差不多有1万摄氏度。星星表面的温度越高,它发出的光中蓝光的成分就越多,看上去呈蓝白色;星星表面的温度越低,它发出的光中红光的成分就越多,看上去就呈红色。

天有多高?

天其实是地球的大气层。大气层是包围着地球的空气,根据空气密度的不同分为5层,总共有2000~3000千米厚。但绝大部分空气都集中在从地面到15千米高以下的地方,越往高处空气越稀薄。大气层有多厚,天就应该有多高。

天为什么是蓝色的?

大气本身是无色的。但空气中有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,在晴朗的日子里,当太阳光通过空气时,太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层,直接射到地面,而波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。

实际上发生散射的蓝光只是一小部分,大部分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到了地球上,所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。越是晴朗的天气,天就越蓝,因为这样的天气里,空气中的尘粒、水滴、冰晶的数量会很多。

行星、恒星、卫星与彗星

行星:在椭圆轨道上环绕恒星运行的、近似球形的天体。行星本身不能发光,因反射恒星光而发亮。行星公转的轨道都是一些偏心率不大的椭圆,行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三个特点。

恒星:由炽热气体组成的、能自己发光的球状或类球状天体。离地球最近的恒星是太阳。恒星并非不动,只是因离我们太远,用肉眼很难发现它们在天球上的位置变化,因此而得名。

卫星:围绕行星运行的天体。月亮就是地球的卫星。卫星能够反射恒星光,但除月球外,其他卫星的反射光都非常微弱,一般肉眼无法看见。每颗卫星都有编号,大多还有用西方神话人物命名的专名。

彗星:在扁长轨道(极少数在近圆轨道)上绕太阳运行的一种质量较小的云雾状小天体。由于彗星主要是由冰冻的气体和微尘所组成,也因此有“脏雪球”的称号。彗星的轨道有椭圆、抛物线、双曲线三种。椭圆轨道的彗星又叫周期彗星,另两种轨道的又叫非周期彗星。周期彗星又分为短周期彗星和长周期彗星。一般彗星由彗头和彗尾组成。彗星的体形庞大,但其质量极小,就连大彗星的质量也不到地球的万分之一。在远离太阳时,彗星只是个云雾状的小斑点;而靠近太阳时,它就产生了彗尾。目前观测到的彗星仅约有1600多颗。

流星就是彗星吗?

流星与彗星是两个截然不同的概念。

流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈,同大气摩擦燃烧产生的光迹。流星在经过地球附近时,受地球引力的作用,改变轨道,从而进入地球大气圈。若它们在大气中未燃烧尽,落到地面后就称为“陨星”或“陨石”。

流星同彗星一样是围绕太阳运动的,但是它们的组成物质不同。彗星的组成物质主要为冰和尘埃,而流星则由尘粒和固体块(流星体)组成。此外,它们的发光原理也不同。彗星一部分的光线是反射太阳光而来,另外一部分来自彗星本身发出的辐射,而流星是在进入地球大气时同大气剧烈摩擦而燃烧发光。

流星雨是怎样形成的?

流星有单个流星、火流星、流星雨三种。单个流星的出现时间和方向没有规律,又叫偶发流星。火流星也属偶发流星,只是它出现时非常明亮,像条火龙且可能伴有爆炸声,有的甚至白昼可见。如果许多流星从星空中某一点向外辐射散开,这就是流星雨。

一般认为,流星雨是由于彗星或小行星在其运行轨道留下尘埃,当地球经过其轨道附近的尘埃带的时候,尘埃群与地球的大气层发生高速的摩擦,产生高热而燃烧形成的。世界上最早关于流星雨的记载是中国古书关于天琴座流星雨的记载:“夜中星陨如雨”。

流星雨的发生时间每年差异不大,但数量不易预测,不过通常彗星回归的第一年比较壮观,而后每年递减,直到再次回归时又会突然增加。在地球上观察,流星雨好像从夜空中的一点发出,该点所在的小块天区叫做流星雨的辐射点。人们通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名。

星星也分等级吗?

天上的星星有亮有暗,天文学家根据星星看上去的明亮程度,发明了“星等”这个概念,用它来表示天体相对亮度的数值,记为m。从而把天上的星星划分成六个等级,其中最亮的叫一等星。星等值越小,星星就越亮;星等的数值越大,星星就越暗。

公元前2世纪,古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus),首次将恒星的亮度分成等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星,把眼睛看到最暗弱的恒星作为六等星。在这中问又分为二等星、三等星、四等星和五等星。

1850年,英国天文学家普森(M.R.Pogson)又提出的衡量天体亮度的单位,一个星等间的亮度比规定为100315即约2.512倍,一等星比二等星亮2.512倍,二等星比三等星亮2.512倍,以此类推。牛郎星是1等星,而织女星比牛郎星还亮些,定为0等。比0等星还亮的为-1等、-2等,等等。恒星中最亮的天狼星,它的星等为-1.6等。另一方面,比6等星更暗的星,则是7等、8等、9等……它们就得用望远镜来观测了。美国1990年4月24日发射的绕地球运行的哈勃太空望远镜,可以观测到28等星。一般说,肉眼视力1.5的人,可见到的最暗的星近于6等。

冥王星为何被开除?

众所周知,太阳系有九大行星,水星(Mercury),金星(Venus),地球(Earth),火星(Mars),木星(Jupiter),土星(Saturn),天王星(Uranus),海王星(Neptune),冥王星(Pluto)。但是在2006年,国际天文学联合会大会通过决议,将冥王星正式踢出太阳系行星群之列,沦为矮行星(DwarfPlanet)。如今的冥王星,连名字也失去了,只得到一个序列号:134340。

其实,冥王星的发现本身就是一个错误。1781年,人们用万有引力定律找到了天王星,但其计算结果却和观测结果稍有不符,天文学家设想,肯定有一颗大行星在干扰天王星的运行。根据这个设想,发现了海王星。而对海王星轨道的计算结果似乎也与观测结果不符,于是人们又开始怀疑是否在海王星之外还有一颗大行星。1930年2月18日,天文学家汤博发现了一个移动的光点,将其命名为冥王星。但从被发现的那一刻起,冥王星就备受争议。1978年,冥王星的卫星卡戎被发现,这样就比较准确地测定出了冥王星的质量和直径。它的直径只有大约2300千米,比月球还小,质量更是只有月球的六分之一。而且冥王星和其他大行星的公转轨道都不一样,冥王星的轨道却是“倾斜”的,并且严重偏离圆形。2005年,天文学家在“库伊伯带”又发现了一个比冥王星还大、并且也有卫星的天体,这颗直径大约2400千米、绰号“齐娜”的冰球成为冥王星的终结者。

太白金星

金星是太阳系八大行星之一,是天空中除了太阳和月亮外最亮的星星,亮度最大时比最亮的恒星天狼星还要亮14倍,我国古代称它为“太白金星”。由于金星和太阳的最大视角不超过48度,因此金星不会整夜出现在夜空中,我国民间称黎明时分的金星为启明星,傍晚时分的金星为长庚星。

金星自转一周比公转一周还慢,并且是逆向自转,所以金星上的一年比一天还短,而且在金星上看到的太阳是西升东落的。

日晕、月晕是怎么形成的?

在天气将要发生变化以前,我们有时会在太阳或月亮的周围,看到一个甚至两个以上的彩色或白色光圈,我们这种光圈叫“晕”。太阳周围的光圈,叫“日晕”,月亮周围的光圈叫“月晕”。这是一种比较奇特的气象现象。晕圈的颜色一般是内红外紫。

晕其实就是日光或月光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射而形成的。当光线射人卷层云中的冰晶后,经过两次折射,就会分散成不同方向的各色光,也就是晕。日晕或月晕的出现,往往预示着天气要有一定的变化。一般日晕预示下雨的可能性大,而月晕多预示着要刮风。所以,民间有这样一句谚语:“日晕三更雨,月晕午生风。”

天文小知识

距离地球最近的恒星(除太阳以外)——比邻星,4.24光年。

地球赤道半径约为6378.2千米,圆周长约40076千米。

地球的年龄约为46亿年。

本初子午线长度约为40009千米。

月球距离地球的平均距离38.4万千米。

月球绕地球一周,要27天5小时零5分43秒。

地球绕太阳公转一周,要365天5小时零48分46秒。

地球自转一周为一天,要23时56分钟(实际上一天不足24小时)。

月球圆缺变化的周期是29天12小时零14分3秒,就是农历的一个月。

光年是长度单位,即光一年走的路程,不是时间单位。

牛郎星和织女星相距16光年。

哈雷彗星

第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。当它在1682年出现后,英国天文学家哈雷注意到它的轨道与1607年和1531年出现的彗星轨道相似,认为是同一颗彗星的三次出现,并预言它将在1758年底或1759年初再度出现。虽然哈雷死于1742年,没能看到它的重新出现,但在1759年它果然又回来,这是天文学史上一个惊人成就。这颗彗星因而命名为哈雷彗星。哈雷彗星的公转周期为76年。

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