星圖怎麼看?從方向讀懂一夜與四季的星空
同一片星空,轉個身、晚幾小時看,或隔幾個月再看,畫面都不同。先在星圖上找出面向的方位與地平線,再把觀看方向固定,分別改變鐘點和日期,就能看清三種變化各從哪裡來。
星圖上的方向怎麼對回眼前天空?
先選城市,再看星圖的東西南北、地平線和天頂。方位角從北方順時針量,高度角從地平線往上量;面向相同方位,圖上的星體位置才對得上現場。
星星為什麼會在一夜之間移動?
地球自西向東自轉,使固定的恆星看起來向西移動。固定城市與觀看方向、只推進時間,星體相對地平線的位置就會改變。
為什麼同一鐘點的星空每個月不同?
地球繞太陽公轉,使夜晚朝向太陽反方向的視線逐月改變。固定城市和當地鐘點,只換日期,就能比較不同月份的夜空;南北半球看到的範圍也不同。
月份實驗裡最明顯的換季目標,是銀河最亮的那一段。銀河與銀心什麼時候、往哪個方向找,有一堂課專門用同一張星圖重算。
先對方向,再看星空怎麼換
抬頭看星星前,先弄清星圖哪邊是你面前。拖拉只改朝向;固定朝向再推進時間或換月份,星空改變的原因才看得出來。
先找地平線
站在戶外面向南方,星圖下緣的地平線就是天空和地面交接的方向。按東、西、北可以換面向;拖拉星圖也只是在轉頭。
方位角說明你朝哪邊看:北是 0°、東 90°、南 180°、西 270°。高度角說明要抬頭多少:地平線 0°、頭頂 90°。選一顆亮星,先讀這兩個數字。
一晚內,固定方向看變化
把視野固定朝南,從 21:00 推到次日 03:00。地球自轉,恆星相對地平線看起來往西移;同一顆星的方位角與高度角也會改變。
有些星會升起和落下,有些在特定緯度繞著天極不落。若星的高度讀成負值,它此時在幾何地平線下,不能在那個方向看見。
同一鐘點,換個月份
把當地鐘點固定在 21:00,只換日期。地球繞太陽走了一段路,夜晚朝向的星空跟著換;這次並不是把一夜的時間快轉。
雪梨和台北同月的可見星空並不相同,季節也相反。教具直接標月份,避免把北半球的夏天當成全世界的夏天。
圖上的點仍有現場限制
這張圖用城市中心和幾何地平線計算。現場的山、建築、海拔與大氣折射都可能讓地平線不一樣。
白天和曙暮光會讓星光難以辨認;雲、月光與光害也不在教具的計算裡。星圖能幫你找方向,不能保證今晚每顆星都看得見。
把星圖轉向你看的那片天空
這張圖使用本地恆星星表與所選城市的座標。拖拉改的是觀看方向;時間與月份有各自的控制。先按方向鍵,再試著拖動。
固定城市與當地 21:00;只改觀看方向。
固定城市與觀看方向;只推進這一晚的時間。
固定城市、觀看方向與當地 21:00;只改月份。
星圖顯示幾何位置,不計山稜、建築、折射或肉眼可見的亮度。太陽、月亮與地球以外的七顆行星畫在黃道附近;天王星與海王星在肉眼極限上或之外,標出來是為了認位置,不是說看得見。
三個可以重做的觀察
先在「找方向」模式按東、南、西,再拖動星圖;看視野中心方位與地平線標記如何對應,不改日期。
切到「推進一晚」,把時間從 21:00 推到次日 03:00;固定面向,觀察同一顆亮星的高度和方位如何改變。
切到「比較月份」,固定當地 21:00 和觀看方向,比較一月與七月。換到雪梨再試一次,不要把北半球的季節名稱直接套過去。
先把星圖對準你站的位置
星圖用城市座標和時刻,把恆星的天球位置投到觀測者的天空。朝南的視圖把地平線放在下方,東西南北標記是固定的方向參考;拖拉只改你看的方向。
方位角從正北 0° 順時針增加,正東 90°、正南 180°、正西 270°。高度角以幾何地平線為 0°,頭頂天頂為 90°;負值表示目標在地平線下。
固定方向,時間走了,星體才相對地平線移動
地球由西向東自轉,地面上的人看遠方恆星,便覺得它們向西移。選定城市與面向後推進時間,亮星的方位和高度會一起變;拖拉星圖本身不會讓地球多轉一點。
星體沿天空的路徑取決於觀測緯度與赤緯。有些星會升起、落下,有些在高緯度附近可繞極不落;不能把所有星的路徑畫成同一條弧。
固定鐘點,地球走到軌道另一側
地球繞太陽公轉時,夜晚背向太陽的方向逐漸改變。同一城市的 21:00,相隔幾個月看向的恆星背景不同;這是按日期比較,不是把一夜的動畫拉長。
選一月、四月、七月、十月,記下同一顆星何時在地平線上。南北半球可見天空本來就不同,季節名稱也相反,所以教具直接標月份。
星表位置與現場方向是兩套座標
星表以赤經和赤緯標出恆星在天球上的方向;課程讀值則是某個城市、某個瞬間的方位角與高度角。改城市或時間,後一組會變,不能把它當成恆星固定的地址。
恆星日以遙遠恆星為基準,地球約 23 小時 56 分鐘自轉一圈;民用一天以太陽回到相近方向為基準,平均 24 小時。因此同一顆星往往比前一天早約四分鐘回到相近位置。
星圖上的位置不等於現場能見度
教具使用有限亮度的本地星表和城市中心座標,地平線採平滑的幾何 0°。山、建築、海拔、折射及實際地點偏移都可能改變你看到的邊界。
即使幾何上在地平線上方,白天與曙暮光也會蓋過星光。這張教具沒有計算雲、月光與光害。行星與月亮會按你選的時刻畫出位置,但天王星與海王星肉眼幾乎或完全看不到;這張圖用來讀方向和時間關係。
常見問題
拖拉星圖會改變星星的位置嗎?
不會。拖拉只改變觀看方向;要比較星體相對地平線的運動,請保持方向不變並調整時間。
為什麼星圖上有星,現場卻看不到?
這堂課畫的是幾何位置。目標可能在地平線下,也可能被日光、曙暮光、地形或現場天空條件遮住;圖上的星點不是能見度保證。
星圖的方位角和高度角怎麼讀?
方位角由北方 0° 順時針量,東方 90°、南方 180°、西方 270°;高度角從地平線 0° 量到天頂 90°。
相關工具: 為什麼暗空看得見更多星星:星等與光害 · 銀河與銀心:何時、往哪裡找? · 星圖 · 黃道面 · 太陽系模擬器 · 天文教室
資料來源與模型限制
本課重用本站的 d3-celestial 星圖與 Hipparcos 星表;座標轉換採幾何近似,不含大氣折射、地形或現場天空亮度。