天文觀測的基礎(chǔ)知識

1、天文觀測的基礎(chǔ)知識為了進(jìn)行天文觀測，就要學(xué)會(huì)認(rèn)識星空，識別天體；因此，有關(guān)天體的坐標(biāo)，天體的運(yùn)動(dòng)，天文觀測所用的時(shí)間系統(tǒng)，星座與星圖，以及星星的星等、顏色、光譜型等多方面的基礎(chǔ)知識，都是我們開展天文觀測活動(dòng)時(shí)，必須首先了解的。1 天球和天球坐標(biāo)系進(jìn)行天文觀測首先要從找星、認(rèn)星開始。在茫茫的星空中，怎樣去尋找我們想要觀測的天體呢？這就必須知道天體在空中的“住址”，即它在天空的坐標(biāo)。這樣的坐標(biāo)是怎樣建立起來的呢？這就要從天球說起。（ 1）天球當(dāng)我們仰望天空觀察天體時(shí)，無論是太陽、月亮還是恒星、行星，它們好像都鑲嵌在同一個(gè)半球的內(nèi)壁上，而我們自己無論在地球上什么位置，都好像是處于這個(gè)半球的中心。這是

2、由于天體離我們太遠(yuǎn)了，我們在地球上無法覺察不同天體與我們之間距離的差異。因此，為了研究天體的位置和運(yùn)動(dòng)，可以引入一個(gè)假想的以觀測者為球心， 以任意長為半徑的球，稱作天球。由于地球在浩瀚的宇宙中可以看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，地心也可以當(dāng)作地球的中心，因此可以假想一個(gè)地心天球，它是以地心為中心、無窮遠(yuǎn)為半徑的球。有了天球，我們認(rèn)識天體就方便了，因?yàn)椴徽撎祗w離我們多么遙遠(yuǎn)，我們都可以把它們投影到天球上，并用它們在天球上的視位置來表示它們。在天球上，兩顆星之間的距離如同在球面上兩點(diǎn)間的距離一樣，用角度來表示，大小一般用視 徑） ，即從地球 表示。同樣，視 真實(shí)大小。例 角直徑大約都 小與太陽相比 只是由于月亮

3、很大。稱為角距。顯然，角距與兩顆星的真實(shí)距離是兩回事：角距很小的兩顆星實(shí)際距離可 能十分遙遠(yuǎn)。星體的角直徑（簡稱角直上看去它所張的角來角直徑也不是天體的如，月亮和太陽的視是 1/2 度， 但月亮的大簡直可以忽略不計(jì)，離地球很近才看起來（ 2）天球坐標(biāo)系 為了描述天體在天球上的視位置，就要在天球上建立起坐標(biāo)系，稱天球坐標(biāo)系，就像我們?yōu)榱嗣枋龅厍蛏夏骋稽c(diǎn)的位置需要建立地球坐標(biāo)系（如用地理緯度和地理經(jīng)度表示）一樣。事實(shí)上，天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系的模式很相似。例如，天球上的赤 道坐標(biāo)系（也稱第二赤道坐標(biāo)系）就可以看作是地球坐標(biāo)系在天球上的延伸：把地軸 （地球的自轉(zhuǎn)軸）無限延長就是天軸；天軸與天球相交的

4、兩點(diǎn)就是北天極和南天極； 地球赤道面的延伸與天球相交的大圓就是天赤道；與地球上的緯圈、經(jīng)圈類似，天球 上也有相應(yīng)的赤緯圈和赤經(jīng)圈，不過天球上經(jīng)圈的起始點(diǎn)與地球不同。這樣，天體在 天球上的位置就可用赤緯、赤經(jīng)來表示。除了赤 用的天球坐標(biāo) 標(biāo)系（也稱第 系等，它們是 本圈為基礎(chǔ)建 本點(diǎn)、基本圈 建立起各種天 點(diǎn)以及它們之 錄。不同天球坐標(biāo)系各有其特點(diǎn)，因而也有不同的用途。例如，在赤道坐標(biāo)系中，赤經(jīng)的起算點(diǎn)是天球上的固定點(diǎn)春分點(diǎn)，春分點(diǎn)與天體一同作周日視動(dòng)，它與天體道坐標(biāo)系外，天文觀測中常系還有地平坐標(biāo)系、時(shí)角坐一赤道坐標(biāo)系）、黃道坐標(biāo)以天球上不同的基本點(diǎn)、基立起來的。有關(guān)天球上各基的定義，怎樣以它

5、們?yōu)榛A(chǔ)球坐標(biāo)系，不同坐標(biāo)系的特間的相互關(guān)系，請參見附的相對位置不因天體的周日視動(dòng)而改變；而赤緯的值也只由天體和天赤道決定；因此，一個(gè)天體的（，）值是確定的，不受觀測時(shí)間和觀測地點(diǎn)的影響。所以在星表中多用（， ）表示天體的位置。再如，地平坐標(biāo)系是以觀測者為參照點(diǎn)建立起來的，具有“地方性”特點(diǎn)，即在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)觀星，星星的地平坐標(biāo)（A， h）均不相同。但由于它的參照物是地平圈，比較直觀，只要知道某個(gè)天體在某一時(shí)刻的方位角方便地在天球上找到它的位置，因此利用它非常便于觀測。A 和地平高度h ，就可以在時(shí)角坐標(biāo)系中引入時(shí)角t 對于尋找天體也很方便。由于天體的時(shí)角隨周日視動(dòng)變化，每小時(shí)變化15o

6、，因此只要知道了某時(shí)某處天體的時(shí)角，就可以方便地把望遠(yuǎn)鏡瞄向這個(gè)天體。2 為了進(jìn)行天文觀測，就要學(xué)會(huì)認(rèn)識星空，識別天體；因此，有關(guān)天體的坐標(biāo)，天體的運(yùn)動(dòng)，天文觀測所用的時(shí)間系統(tǒng)，星座與星圖，以及星星的星等、顏色、光譜型等多方面的基礎(chǔ)知識，都是我們開展天文觀測活動(dòng)時(shí)，必須首先了解的。人們很早就注意到，在絢麗多彩的夜空，繁星三五成群，構(gòu)成各種美麗的圖案。由此，人們把天上的恒星劃分成許多不同的區(qū)域，稱為星座。根據(jù)不同星座中較亮的星所組成的圖形，人們?yōu)樗鼈兤鹆嗣郑⒕幾嗽S多美麗的故事。例如，我國關(guān)于牛郎織女的傳 說，就緣于銀河兩側(cè)的牛郎星和織女星；而希臘人則把 牛郎星及其周圍的星想象成一只矯健的天

7、鷹，把織女星 及其周圍的星想象成一架巨大的天琴，天鷹座、天琴座 由此得名。中國古代把恒星天空劃分成三垣二十八宿， “垣”是墻的意思， “宿”是住址的意思。日月穿行在黃道附近，把黃道附近的星分成28 個(gè)大小不等的星區(qū)，叫二十八宿，月亮在繞地運(yùn)動(dòng)過程中，每日從西往東經(jīng)過一宿。二十 八宿以外的星區(qū)劃分為三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。紫微垣包括北天極附近的星區(qū)，太微垣大致包括室女座、 后發(fā)座和獅子座，天市垣包括蛇夫座、武仙座、巨蛇座和天鷹等星座。1928 年，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)決定，將全天劃分為88 個(gè)星座，其中沿黃道天區(qū)的有 12 個(gè)星座，太陽的視運(yùn)動(dòng)穿過這里。星座中的每顆星也有自己的名稱。我們祖先早

8、就給天上的亮星起了名，有根據(jù)神話故事命名的，如牛郎星、織女星、天狼星、老人星等；有依據(jù)中國二十八宿命名的，如角宿一、心宿二、婁宿三、參宿四和畢宿五等；也有根據(jù)恒星顏色命名的，如大火星（心宿二）；還有依據(jù)恒星所在天區(qū)命名的，如天關(guān)星、北河二、北河三、南河三、天津四、五車二和南門二；等等。1603 年， 德國業(yè)余天文學(xué)家拜爾建議 “平等對待”這些恒星，不能只給亮星起名，他提出：每個(gè)星座中的恒星從亮到暗順序排列，以該星座名稱加一個(gè)希臘字母表示。例如，獵戶座中有獵戶座（參宿四）、獵戶座（參宿七）、獵戶座（參宿五）、獵戶座（參宿三）等。如果某個(gè)星座的恒星超過了24 個(gè)或者為了方便，就用星座的名稱后加阿拉

9、伯?dāng)?shù)字表示，如天鵝座61 星、天鵝座32 星、雙子座65 及兔座 17 等。天文學(xué)家有時(shí)直呼它們的星表號，這也是一種星名，如獵戶座星也叫HD 39801 或 BD+7 1055等（ HD 和 BD 分別代表星表名）。這美麗星空的88 個(gè)星座不是每個(gè)地區(qū)的人們都能看到，如北京地區(qū)只能看到60多個(gè)星座。由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，人們在不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同時(shí)間看到的星空都不同。3天體的視運(yùn)動(dòng)我們白天看到太陽東升西落，夜晚見到斗轉(zhuǎn)星移。這是由于地球處于不斷的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，因此仿佛看見天體在運(yùn)動(dòng)，這就是天體的視運(yùn)動(dòng)。（ 1）天體的周日視動(dòng)地球自轉(zhuǎn)是自西向東轉(zhuǎn)，24 小時(shí)一周，人在地球上覺察不到地球運(yùn)

10、動(dòng)，卻看到天體都從東方升起、西方落下，這就是天體的周日視動(dòng)。如果你對著北極星附近照相，采用長時(shí)間的曝光（如長于 6 小時(shí)） ，底片上就會(huì)看到所有天體圍著北天極轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。地球上不同緯度處天極的高度等于當(dāng)?shù)氐牡厍蚓暥龋驹诓煌暥忍幍挠^測者，看到的天體的升落情況也不同。站在兩極觀星。在地球北極或南極，天極與天頂重合，天赤道與真地平重合，此 時(shí)所看到的天動(dòng)的軌跡平行所看到的天體測者平行于地北極只能看到星，永遠(yuǎn)看不的星；而在南南半天球的體， 其周日運(yùn)于地平圈，即都是圍繞觀平打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。在北半天球的 到南半天球 極只能看到 星， 永遠(yuǎn)看不 星。 在北半球到北半天球的 夜里可看到北極星在天頂，其他北天球的

11、星全圍繞著天極平行于地平轉(zhuǎn)圈，沒有升與落。站在赤道觀星。在地球赤道地區(qū)看到的情景是，所有天體都在垂直于地平面的平 面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可看到全天球的星；中午時(shí)，太陽當(dāng)頭照，立桿不見影。站在兩極和赤道之間觀星站在赤道觀星站在兩極和赤道之間觀星。在此范圍內(nèi)，天軸與地平的傾角等于當(dāng)?shù)氐牡厍蚓暥?，地球緯度越高，天極離地面越高，可看到的另外半天球的星就越少。例如，在北京，北極星的高度約40o，在昆明看到北極星的高度只有25o；而在赤道以南地區(qū)，北極星則不能看到。（ 2）太陽的周年視動(dòng)由于地球公轉(zhuǎn)，地球上的人們看到太陽在天球上相對其他恒星背景有視運(yùn)動(dòng)，這叫做太陽的周年視運(yùn)動(dòng)。一年內(nèi)太陽“穿行”于沿黃道帶的 12 個(gè)

12、星座，有人把這些星座叫黃道十二星座。太陽在天球上的位置每個(gè)月移動(dòng)一個(gè)星座。例如，大約兩千年前，春分前后太陽在白羊座，以后依次經(jīng)過金牛座、雙子座、巨蟹座、獅子座、室女座、天秤座、天蝎座、人馬座、摩羯座、寶瓶座、雙魚座。由于歲差的影響，現(xiàn)今春分日前后太陽的位置已移至雙魚座靠近寶瓶座的地方。黃道與天赤道有兩個(gè)交點(diǎn)，太陽在周年視運(yùn)動(dòng)過程中沿黃道由天赤道以南穿到天赤道以北的那個(gè)交點(diǎn)叫春分點(diǎn)，從天赤道以北穿到天赤道以南的那個(gè)交點(diǎn)叫秋分點(diǎn)；黃道上與春分點(diǎn)相距90o且在赤道以北的那一點(diǎn)叫夏至點(diǎn)，與夏至點(diǎn)相對的那一點(diǎn)叫冬至點(diǎn)。太陽每年公歷3 月 21 日前后到達(dá)春分點(diǎn)，6 月 22 日前后到達(dá)夏至日，9 月23

13、 日前后到達(dá)秋分點(diǎn)，12 月 22 日前后到達(dá)冬至點(diǎn)。在地球不同緯度處，一年四季看到太陽的視運(yùn)動(dòng)是不一樣的。在北半球中緯地區(qū)，春分日和秋分日太陽正好位于天赤道上，早晨日出正東，傍晚落于正西，白天、黑夜等長。春分過后，太陽北移，太陽從東北方升起，西北方落下，白晝漸長，黑夜?jié)u短。此后，正午時(shí)太陽高度逐漸增高，夏至日達(dá)到最高，白晝最長。夏至過后，太陽正午高度逐漸降低，白晝也逐漸變短，至秋分日又晝夜平分。秋分過后，太陽南移，正午高度繼續(xù)降低，冬至日達(dá)到最低，白晝最短，太陽從東南方升起，西南方落下。在赤道地區(qū)，春分日和秋分日中午太陽都位于頭頂。從春分到秋分，太陽在天頂北；從秋分到春分，太陽在天頂南。一年

14、中無論哪一天，太陽總沿著與地平圈垂直的路線直升直落，四季晝夜平分。在北極，從春分到秋分，有半年不落的太陽；而另外那半年，則是連續(xù)的沉沉黑夜。 春分過后，太陽每天一圈沿地平線打轉(zhuǎn)，十分艱難地慢慢爬升，到夏至爬到最高；往后又緩慢下落，到秋分時(shí)落下地平線，半年以后的下一個(gè)春分，才會(huì)再升起。南極的情況與北極正好相反，從春分日到秋分日太陽永不上升，而從秋分日到春分日太陽永不下落。在北極圈上，夏至日那天太陽不落，在半夜時(shí)它只和地平相切于北點(diǎn)；冬至日那天太陽不上升，只在中午時(shí)于南點(diǎn)附近光芒一現(xiàn)。（ 3）星空的四季變化由于地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，我們看到天球上星座的位置也在不斷變化，不僅每天有升有落，而且不同季節(jié)的

15、同一時(shí)間看到的星空也不一樣。例如，就黃道帶附近的天區(qū)而言，每年春季，夜晚人們主要看到的是獅子座、室女座等星座；每年秋季，夜晚看到的主要是寶瓶座、摩羯座等星座。每過三個(gè)月，同一個(gè)星座就要提前6 小時(shí)出現(xiàn)。與太陽的周年視動(dòng)一樣，在地球的不同緯度處，一年四季看到的星座也是不同的。4天文觀測的時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間的計(jì)量對于天文觀測是很重要的，這里我們僅介紹幾個(gè)由地球自轉(zhuǎn)周期確定的時(shí)間系統(tǒng)。（ 1）平時(shí)與恒星時(shí)平時(shí)。我們?nèi)粘Ｉ钏玫臅r(shí)間系統(tǒng)稱為平時(shí)，在這種時(shí)間系統(tǒng)中以地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間作為一日。若地球的自轉(zhuǎn)以真太陽（即太陽的視圓面中心）為標(biāo)準(zhǔn)，則地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間叫做一個(gè)真太陽日，相應(yīng)的有真太陽時(shí)、分、秒等。

16、真太陽時(shí)作為一種計(jì)時(shí)系統(tǒng)是不方便的，因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的速度不均勻。因此，天文學(xué)家引入一個(gè)以平均速度運(yùn)動(dòng)的假想的平太陽作為衡量地球自轉(zhuǎn)速度的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的日叫平太陽日。恒星時(shí)。真太陽有視圓面，很難觀測準(zhǔn)確；而平太陽是假想點(diǎn)，無法觀測。因此實(shí)際的測時(shí)工作常借助于恒星，于是就有了另一個(gè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)恒星時(shí)，它以某顆恒星為標(biāo)準(zhǔn)來度量地球的自轉(zhuǎn)，由此可得到相應(yīng)的恒星時(shí)、分、秒。平太陽日和恒星日兩個(gè)時(shí)間單位長短不同平太陽日比恒星日長，一年里有365.25 個(gè)恒星日，因此恒星鐘比平時(shí)鐘每天快4 分鐘左右。恒星時(shí)在平常生活中不使用，但在天文觀測中卻離不開它。由恒星時(shí)的定義可知，恒星時(shí) S 在數(shù)值上等于春分點(diǎn)的時(shí)角t

17、r，即等于任一恒星的赤經(jīng)與其時(shí)角之和：S tr t進(jìn)行天文觀測時(shí)只要知道了地方恒星時(shí)S 和某星的赤經(jīng)，就可由上式算出它的時(shí)角，利用望遠(yuǎn)鏡的赤緯盤和時(shí)角盤就可以方便地對向天體進(jìn)行觀測。當(dāng)恒星上中天時(shí)它的時(shí)角=0，則有S=；因此恒星時(shí)等于上中天的恒星的赤經(jīng)。進(jìn)行天文觀測必須要熟悉和掌握恒星時(shí)和平時(shí)的換算。（ 2）地方時(shí)、世界時(shí)和區(qū)時(shí)地方時(shí)。恒星時(shí)、平時(shí)都具有地方性，都是地方時(shí)。這是因?yàn)樵谶@些時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)中，計(jì)量時(shí)間的起算點(diǎn)是天體過上中天，而對于不同地理經(jīng)圈的兩地，它們的天子午圈是不同的，因而不同地點(diǎn)時(shí)刻起算點(diǎn)各不相同，這就形成了各自的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)地方時(shí)系統(tǒng)。不同的兩地同時(shí)觀測同一天體，其時(shí)角之差，

18、等于這兩地的地理經(jīng)度之差。因而，只要兩地經(jīng)度有差別，兩地的地方時(shí)刻就不相同。例如，我國幅員遼 闊，當(dāng)東部烏蘇里江的漁民迎來黎明的曙光時(shí)，西部帕米爾高原還在深夜。世界時(shí)。為了統(tǒng)一時(shí)間計(jì)量，國際上統(tǒng)一規(guī)定了全球的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它是以英國格林尼治天文臺原址所在的子午線起算的，即格林尼治的地理經(jīng)度=0o，該地的地方平時(shí)就作為世界時(shí)，用字母M 表示；其他地方的平時(shí)與世界時(shí)的關(guān)系為：m=M +東經(jīng)取正，西經(jīng)取負(fù)。知道世界時(shí)，就可求出任一地方的地方時(shí)，或反之。區(qū)時(shí)。為了適應(yīng)電信和交通發(fā)達(dá)后國際交往的需要，避免由于地方時(shí)不同造成的不便， 1884 年在華盛頓舉行的國際子午線會(huì)議規(guī)定，全世界統(tǒng)一實(shí)行分區(qū)計(jì)時(shí)制。根據(jù)地

19、理經(jīng)度，以0o， 15o及 15o倍數(shù)的經(jīng)線為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)線，將全球分成24 個(gè)時(shí)區(qū)，每15 o一個(gè)區(qū)。在同區(qū)內(nèi)，都中央經(jīng)線地方平時(shí)準(zhǔn)時(shí)間，兩時(shí)區(qū)的時(shí)間相差小時(shí)。根一原則，西兩半球12 個(gè) 時(shí)一時(shí) 采用 上的 作標(biāo) 相鄰 標(biāo)準(zhǔn) 整一 據(jù)這 東、 各分 區(qū)。格林尼治子午線為零時(shí)區(qū)的中央子午線，兩旁各7.5o的經(jīng)度范圍屬零時(shí)區(qū)，這一時(shí)區(qū)西一、 西二西十二時(shí)區(qū)。東十二時(shí)區(qū)和西二十時(shí)區(qū)重合，共同使用180o經(jīng)線的地方時(shí)，但日期不同。這樣劃分，區(qū)時(shí)和地方時(shí)相差不過半小時(shí)，對人們的生活影響不大。顯然，區(qū)時(shí)等于世界時(shí)M 與時(shí)區(qū)號（N ）相加，東時(shí)區(qū)為正，西時(shí)區(qū)為負(fù)。為了統(tǒng)一全球的日期，國際規(guī)定，在太平洋中以180

20、o經(jīng)線為準(zhǔn)，避開陸地和島嶼畫一條國際日期變更線，叫做日界線。若從東十二區(qū)進(jìn)入西十二區(qū)，日期減一天；反之，日期加一天；時(shí)間不變。不同國家根據(jù)自己的法律規(guī)定使用自己國家的統(tǒng)一區(qū)時(shí)。我國從東向西橫跨五個(gè)時(shí)區(qū)， 中華人民共和國成立后，我國統(tǒng)一采用北京所在的東八時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)，即東經(jīng) 120o經(jīng)線的地方時(shí)為“北京地間”。 需注意， 北京時(shí)間不是北京地方平時(shí)，兩者相差約14.5分鐘。北京區(qū)時(shí)=世界時(shí)+8 小時(shí)中央人民廣播電臺發(fā)出的時(shí)刻就是北京區(qū)時(shí)，減去8 小時(shí)就是世界時(shí)。北京區(qū)時(shí)與地方恒星時(shí)的換算。如果在地理經(jīng)度為的地區(qū)進(jìn)行觀測，觀測時(shí)北京區(qū)時(shí)為 T，那么此時(shí)的地方恒星時(shí)S 可由下式確定：S=S0+（ T-8

21、） （ 1+1/365.2422） +式中S0為格林尼治0 時(shí)的地方恒星時(shí)，可查天文年歷得到。前已述及，知道了地方恒星時(shí)S，就可由S= t 知天體的時(shí)角，進(jìn)而對天體進(jìn)行觀測。（ 3）天體的出沒時(shí)刻天體的出沒時(shí)間是變化的，不掌握它的規(guī)律和特點(diǎn)也不能順利進(jìn)行天文觀測。由于地球繞日公轉(zhuǎn)一周需365 日， 所以太陽在天球上沿著黃道每天大約東移1o即每天提前 4 分鐘降落地平，因此同是一顆星，第二天就比前一天早升起4 分鐘。對于任何觀測地區(qū)（地理緯度，地理經(jīng)度），天體出、沒地平進(jìn)天體的天頂距均為 90o（即z=90o） 。通常，查星表可知天體在一定歷元（起算年代，如2000.0年）的天球赤道坐標(biāo)和，由坐

22、標(biāo)換算公式cosz sin sin cos cos cost且天體出、沒地平時(shí)z 90 ，可得cost tan tan由此式給出兩個(gè)解：t 的正值與t 的負(fù)值，前者為天體沒地平的時(shí)角，后者為天體出地平的時(shí)角。由恒星時(shí)S 和時(shí)角 t 的關(guān)系式S=a t 可由， 求出S， 再由上述恒星時(shí)和北京時(shí)T的關(guān)系，可以推算出北京時(shí)間或世界時(shí)間，如此可以求出天體出、沒地平的北京時(shí)和世界時(shí)。天體出沒的方位角A 也可由坐標(biāo)變換公式得到：由于sin sin cosz cos sin zcosA且 z 90 ，可得cosA sin /cos此式給出兩個(gè)解：A<180 o時(shí)對應(yīng)于沒地平的方位；A>180 o

23、時(shí)對應(yīng)于升地平的方位。對于太陽和月球，以上邊緣出、沒于地平算作它們的出沒。由于地球大氣折射的影響及太陽和月球的視圓面比較大，計(jì)算它們的出沒時(shí)刻和方位角，注意用天頂距z 90 51 代入坐標(biāo)換算公式。5天體的亮度和星等夜空中的星星有亮有暗，這種明暗的程度就是星星的亮度。古人很早就試圖把星星的亮度劃成不同的等級。公元前2 世紀(jì)，古希臘的天文學(xué)家喜帕恰斯就繪制了一份標(biāo)有 1000 多顆恒星位置和亮度的星圖，并根據(jù)目視觀察把恒星亮度劃分為6 等。這一有關(guān)星等的概念一直沿用至今。（ 1）天體的亮度和視星等喜帕恰斯把肉眼看到的星分為6 等，最亮的星定為1 等星，勉強(qiáng)看到的暗星定為6 等星。 1850 年，

24、普森注意到喜帕恰斯定出的1 等星比 6 等星大約亮100 倍，也就是說，星等每相差1 等，其亮度之比約等于2.512。即；1 等星比 2 等星亮 2.512 倍； 2等星比 3 等星亮 2.512 倍。根據(jù)這一關(guān)系，普森建立了星等和亮度關(guān)系的公式。設(shè)兩顆星的亮度分別為E1和E2，則它們的星等m1 與 m2之差為：m1m22.5lg（E1 / E2）此星等對應(yīng)著天體的視亮度，所以叫視星等。表 1.3.1 天體的視星等天體名稱視星等天體名稱視星等太陽 26.7天狼星 1.46滿月 12.7老人星 0.72金星 4.4織女星+0.03火星 2.8牛郎星+0.77木星 2.6北極星+1.99水星 1.

25、6肉眼可見最暗星+6暗于 +23土星 0.3現(xiàn)代地面最大望遠(yuǎn)冥王星+14鏡可見最暗星行星給出的是最亮?xí)r的視星等。建立了新的星等標(biāo)度后，星等的范圍也向兩端延伸了，比1 等星亮的有0 等星和負(fù)的星等，比如天狼星為1.46 等， 太陽的視星等為26.7 等， 滿月的視星等為12.7等（表 1.3.1） 。天文學(xué)家稱光度大的星為巨星、超巨星，光度小的星為矮星。在恒星世界里，光茫萬丈的太陽不過是一個(gè)矮星。恒星世界豐富多彩，一些超巨星如天津四，它的絕對星等大約為7.2等，其光度比太陽強(qiáng)6 萬倍。而光度小的矮星如天狼星的伴星，它的絕對星等為11.5 等，光度不及太陽的萬分之一。6星表、星圖、天文年歷和星圖軟

26、件星表、星圖、天文年歷和星圖軟件是進(jìn)行天文觀測必不可少的工具，了解它們的內(nèi)容并學(xué)會(huì)使用，將給你帶來許多方便。星表 星表是恒星的 “戶口登記冊”， 它記載著恒星的各種數(shù)據(jù)，如位置、星等、色指數(shù)、光譜型等。刊載其他天體，如變星、星云、星團(tuán)、星系、射電源、X 射線源等的表冊也叫星表；如變星總表、射電源表等。目視星表中最重要的是德國天文學(xué)家阿給蘭德于1863 年出版的 波恩巡天星表（簡稱 BD）和 1886 出版的續(xù)表，兩表共包含星等到9 等的恒星457 847 顆，赤緯從 23o +90o。 1964 年出版的亮星星表（ CBS）給出了9091 顆亮星的位置、亮度、光譜類型、自行、視差等，是天文愛好者的好幫手。天體測量用的星表，星的位置都可準(zhǔn)確到0.01 ，如第五基本星表（FK5） ?，F(xiàn)代星數(shù)最多的基本