星图怎么看?从方向读懂一夜与四季的星空
同一片星空,转个身、晚几小时看,或隔几个月再看,画面都不同。先在星图上找出面向的方位与地平线,再把观看方向固定,分别改变钟点和日期,就能看清三种变化各从哪里来。
星图上的方向怎么对回眼前天空?
先选城市,再看星图的东西南北、地平线和天顶。方位角从北方顺时针量,高度角从地平线往上量;面向相同方位,图上的星体位置才对得上现场。
星星为什么会在一夜之间移动?
地球自西向东自转,使固定的恒星看起来向西移动。固定城市与观看方向、只推进时间,星体相对地平线的位置就会改变。
为什么同一钟点的星空每个月不同?
地球绕太阳公转,使夜晚朝向太阳反方向的视线逐月改变。固定城市和当地钟点,只换日期,就能比较不同月份的夜空;南北半球看到的范围也不同。
月份实验里最明显的换季目标,是银河最亮的那一段。银河与银心什么时候、往哪个方向找,有一堂课专门用同一张星图重算。
先对方向,再看星空怎么换
抬头看星星前,先弄清星图哪边是你面前。拖拉只改朝向;固定朝向再推进时间或换月份,星空改变的原因才看得出来。
先找地平线
站在户外面向南方,星图下缘的地平线就是天空和地面交接的方向。按东、西、北可以换面向;拖拉星图也只是在转头。
方位角说明你朝哪边看:北是 0°、东 90°、南 180°、西 270°。高度角说明要抬头多少:地平线 0°、头顶 90°。选一颗亮星,先读这两个数字。
一晚内,固定方向看变化
把视野固定朝南,从 21:00 推到次日 03:00。地球自转,恒星相对地平线看起来往西移;同一颗星的方位角与高度角也会改变。
有些星会升起和落下,有些在特定纬度绕着天极不落。若星的高度读成负值,它此时在几何地平线下,不能在那个方向看见。
同一钟点,换个月份
把当地钟点固定在 21:00,只换日期。地球绕太阳走了一段路,夜晚朝向的星空跟着换;这次并不是把一夜的时间快转。
雪梨和台北同月的可见星空并不相同,季节也相反。教具直接标月份,避免把北半球的夏天当成全世界的夏天。
图上的点仍有现场限制
这张图用城市中心和几何地平线计算。现场的山、建筑、海拔与大气折射都可能让地平线不一样。
白天和曙暮光会让星光难以辨认;云、月光与光害也不在教具的计算里。星图能帮你找方向,不能保证今晚每颗星都看得见。
把星图转向你看的那片天空
这张图使用本地恒星星表与所选城市的坐标。拖拉改的是观看方向;时间与月份有各自的控制。先按方向键,再试着拖动。
固定城市与当地 21:00;只改观看方向。
固定城市与观看方向;只推进这一晚的时间。
固定城市、观看方向与当地 21:00;只改月份。
星图显示几何位置,不计山棱、建筑、折射或肉眼可见的亮度。太阳、月亮与地球以外的七颗行星画在黄道附近;天王星与海王星在肉眼极限上或之外,标出来是为了认位置,不是说看得见。
三个可以重做的观察
先在「找方向」模式按东、南、西,再拖动星图;看视野中心方位与地平线标记如何对应,不改日期。
切到「推进一晚」,把时间从 21:00 推到次日 03:00;固定面向,观察同一颗亮星的高度和方位如何改变。
切到「比较月份」,固定当地 21:00 和观看方向,比较一月与七月。换到雪梨再试一次,不要把北半球的季节名称直接套过去。
先把星图对准你站的位置
星图用城市坐标和时刻,把恒星的天球位置投到观测者的天空。朝南的视图把地平线放在下方,东西南北标记是固定的方向参考;拖拉只改你看的方向。
方位角从正北 0° 顺时针增加,正东 90°、正南 180°、正西 270°。高度角以几何地平线为 0°,头顶天顶为 90°;负值表示目标在地平线下。
固定方向,时间走了,星体才相对地平线移动
地球由西向东自转,地面上的人看远方恒星,便觉得它们向西移。选定城市与面向后推进时间,亮星的方位和高度会一起变;拖拉星图本身不会让地球多转一点。
星体沿天空的路径取决于观测纬度与赤纬。有些星会升起、落下,有些在高纬度附近可绕极不落;不能把所有星的路径画成同一条弧。
固定钟点,地球走到轨道另一侧
地球绕太阳公转时,夜晚背向太阳的方向逐渐改变。同一城市的 21:00,相隔几个月看向的恒星背景不同;这是按日期比较,不是把一夜的动画拉长。
选一月、四月、七月、十月,记下同一颗星何时在地平线上。南北半球可见天空本来就不同,季节名称也相反,所以教具直接标月份。
星表位置与现场方向是两套坐标
星表以赤经和赤纬标出恒星在天球上的方向;课程读值则是某个城市、某个瞬间的方位角与高度角。改城市或时间,后一组会变,不能把它当成恒星固定的地址。
恒星日以遥远恒星为基准,地球约 23 小时 56 分钟自转一圈;民用一天以太阳回到相近方向为基准,平均 24 小时。因此同一颗星往往比前一天早约四分钟回到相近位置。
星图上的位置不等于现场能见度
教具使用有限亮度的本地星表和城市中心坐标,地平线采平滑的几何 0°。山、建筑、海拔、折射及实际地点偏移都可能改变你看到的边界。
即使几何上在地平线上方,白天与曙暮光也会盖过星光。这张教具没有计算云、月光与光害。行星与月亮会按你选的时刻画出位置,但天王星与海王星肉眼几乎或完全看不到;这张图用来读方向和时间关系。
常见问题
拖拉星图会改变星星的位置吗?
不会。拖拉只改变观看方向;要比较星体相对地平线的运动,请保持方向不变并调整时间。
为什么星图上有星,现场却看不到?
这堂课画的是几何位置。目标可能在地平线下,也可能被日光、曙暮光、地形或现场天空条件遮住;图上的星点不是能见度保证。
星图的方位角和高度角怎么读?
方位角由北方 0° 顺时针量,东方 90°、南方 180°、西方 270°;高度角从地平线 0° 量到天顶 90°。
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资料来源与模型限制
本课重用本站的 d3-celestial 星图与 Hipparcos 星表;坐标转换采几何近似,不含大气折射、地形或现场天空亮度。