天球、星座和坐標(biāo)系

1、現(xiàn)代天文學(xué)與諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)現(xiàn)代天文學(xué)與諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 講授提綱二，天球、星座和坐標(biāo)系 1，星座和恒星命名 2，地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和天體的視運(yùn)動(dòng) 3，四季星空 4，天球坐標(biāo)（討論：“ 星座文化”）1，星座和恒星命名 星座是什么？ 星座是人們?yōu)榱擞^測(cè)研究方便 把星空的人為劃分為若干區(qū)域 古人劃分星空形成風(fēng)格各異 的星座文化 公元前3000年左右 古巴比倫人把星空中亮星連起來(lái) 勾畫成牛、羊、蝎子等形象 中國(guó)古代：分為四大區(qū)，二十八宿 我國(guó)古代神話中28個(gè)神仙 古希臘人：希臘神話中的人物或動(dòng)物來(lái)為星座命名，共40多個(gè)。 距離極其懸殊 月球：38.4萬(wàn)千米 金星：4100萬(wàn)千米 日地距離：15000萬(wàn)千米

2、 冥王星：40倍日地距離 星座不是有機(jī)整體 星座只是某一方向范圍內(nèi) 所有天體的集合 銀河系中的恒星、星云 河外星系、類星體 在同一個(gè)星座內(nèi)的天體的距離 極其懸殊.最近的恒星是半人馬座的比鄰星 距離地球4.3光年牛郎星：6光年，織女星：25光年，北極星：680光年銀河系中最遠(yuǎn)的恒星：8萬(wàn)光年 最近的星系（大、小麥哲倫星云） 16萬(wàn)和19萬(wàn)光年仙女星系：2200萬(wàn)光年遠(yuǎn)距離星系：幾億光年上百億光年星座和恒星名字 古希臘人：分成48個(gè)星座， 主要是北天的恒星 1928年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì) 把全天分為88個(gè)星座，其中沿用 了很多希臘人起的名字 各個(gè)星座大小不同，星數(shù)差別很大神話人物類：仙女座，仙王座，

3、 武仙座，獵戶座，動(dòng)物類： 大熊座，小熊座， 金牛座，杜鵑座；儀器用具類：羅盤座， 時(shí)鐘座，圓規(guī)座，六分儀座， 顯微鏡座，望遠(yuǎn)鏡座（為什么有現(xiàn)代儀器名的星座？）千億顆恒星如何取名 我國(guó)古代給一些亮星起的名字 天狼、北斗、大角、牛郎、織女、造父 國(guó)際命名方法：不能重名又要便于記憶 姓：星座名 名：該星座中的星以亮度排隊(duì) 以希臘字母, 例如：小熊座（北極星）希臘字母24個(gè)， 故只能給2112顆星命名 在希臘字母用完后 接著再用阿拉伯 數(shù)字繼續(xù)排如小熊座6星， 大熊座56星等其它命名 星云和梅西葉天體（M天體） 射電源、X射線源、射線源、 紅外源、紫外源 超新星和超新星遺跡 脈沖星和類星體 河外星系

4、（星表） 最普通的命名法：名字位置如脈沖星：PSR1133162，地球的自轉(zhuǎn) 和公轉(zhuǎn) 地球從西往東自轉(zhuǎn) 太陽(yáng)東升西落 星空也東升西落 只有北極星例外 天上的群星都繞北極星 畫出一個(gè)個(gè)大小不等圓圈地球自轉(zhuǎn) 天體的周日視運(yùn)動(dòng) 整個(gè)星空繞一條軸線旋轉(zhuǎn)（地球自轉(zhuǎn) 軸） 天軸 北極星 北極星變遷的原因 地軸進(jìn)動(dòng) 地球是橢球體，并斜著身子繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn) 太陽(yáng)和月球的引力對(duì)地球赤道隆起的部分產(chǎn)生一個(gè)力矩，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)軸繞黃極作緩慢的圓錐運(yùn)動(dòng)（黃極是地球軌道平面的法線方向）約2.6萬(wàn)年繞黃極轉(zhuǎn)一周地軸的進(jìn)動(dòng)26000年繞一圈5000多年后仙王座星12000年后織女星變?yōu)楸睒O星 地球的公轉(zhuǎn) 我們坐在快速行駛的火車上

5、可以從路旁景物迅速地后退判斷火車在運(yùn)動(dòng)。 地球在軌道上運(yùn)動(dòng)，如果兩旁有各種景物，我們也可以判斷地球在運(yùn)動(dòng)。但地球的近處沒有任何景物。只有遠(yuǎn)處的星空可以作為參照物。 恒星離我們太遠(yuǎn)，長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)才會(huì)發(fā)現(xiàn)它們位置的變化。 星空的四季變化是地球公轉(zhuǎn)的最重要證據(jù)。3，四季星空 四季星空 在地球上只能看見背著太陽(yáng)方向的天空中的恒星。 地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致星空也隨季節(jié)的變化而不同。 四季星空春夜大熊追小熊，夏夜牛郎會(huì)織女，秋夜仙女拜仙后，冬夜獵戶斗金牛。春季星空 小熊座 星是北極星大熊座，大熊星座中有北斗七星， 順著斗勺邊緣上兩顆星的聯(lián)線 可找到北極星獅子座 頭部由六顆星組成 獅子座流星雨 尋找北極星小熊座

6、的星（其7顆星較暗） 獅子座流星雨 99年熱點(diǎn)天象（流星雨暴）并非來(lái)自獅子座，是輻射點(diǎn)彗星噴發(fā)或分裂的流星群物質(zhì)散布在其軌道上，每當(dāng)?shù)厍虼┰藉缧擒壍罆r(shí)，就發(fā)生流星雨。每年11月17日左右，地球穿越獅子座流星群（坦普爾塔特爾彗星軌道）33年出現(xiàn)一次流星雨暴，原因是這個(gè)彗星的周期是33年胰腺癌術(shù)后如何護(hù)理 銀河橫跨天空天鷹座 牛郎星 在銀河的東岸天琴座 織女星 在銀河的西岸天鵝座 在銀河中 形如大“ 十”字 天鵝座X-1（X射線源）銀河天琴座織女星天鷹座牛郎星天琴座天鷹座天鵝座X-1（X射線源） 在雙星系統(tǒng)中找黑洞， 黑洞看不見 但可以感覺到它的存在 雙星觀測(cè)可以估計(jì)伴星質(zhì)量 天鵝座X-1是密近雙

7、星 質(zhì)量大于5.5太陽(yáng)質(zhì)量 是黑洞的最可能候選者秋季星空 仙后座 有五顆相當(dāng)明亮的恒星 排列成拉丁字母 W 的形狀 W字開口的一面正對(duì)著北極星仙女座 肉眼可見 仙女座大星云是人類認(rèn)識(shí) 的第一個(gè)銀河系以外的星系 仙女座大星云是人類認(rèn)識(shí) 的第一個(gè)銀河系以外的星系1920年美國(guó)科學(xué)院“ 宇宙尺度”大辯論 銀河系和旋渦星云的大小 仙女座大星云是否在銀河系之外？1923年哈勃證實(shí)仙女座的距離 為90萬(wàn)光年，遠(yuǎn)在銀河系之外 （銀河系只有10萬(wàn)光年大?。ふ冶睒O星仙后座（右）仙王座（左） 冬季星空 獵戶座 有三顆亮星，好比獵人的腰帶 主星是紅超巨星大犬座 天狼星，全天最亮的恒星 雙星系統(tǒng)，伴星是第一顆白矮星

8、金牛座 昴星團(tuán)有七顆主要亮星 蟹狀星云和脈沖星 1054年超新星爆發(fā)的遺跡獵戶座藍(lán)色星多 年輕的熱星 一個(gè)旋臂上恒星誕生的地方 保育院 看星圖 星圖種類類繁多 星圖上的南北方向和 普通地圖相反 使用地圖時(shí)，平放在地上 使用星圖時(shí)， 須要把星圖 高舉過頭，抬頭看星空黃道十二宮和“ 星座文化”太陽(yáng)在天球上的視運(yùn)動(dòng)黃道黃道面 黃道十二宮 太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)經(jīng)過12個(gè)星座 稱十二宮，大約每個(gè)月經(jīng)過一宮 （12個(gè)星座大小不同，12個(gè)宮則 平均占30度） 春 夏 秋 冬1, 雙魚宮 4, 雙子宮 7, 室女功 10, 人馬宮2, 白羊?qū)m 5, 巨蟹宮 8, 天秤宮 11, 摩羯宮3, 金牛宮 6, 獅子宮 9,

9、天蝎宮 12, 寶瓶宮星座能決定人的性格和命運(yùn)嗎？ 星座書幸運(yùn)星座年 人出生的月份對(duì)應(yīng)一個(gè)星座 每個(gè)人都有一個(gè)星座 （認(rèn)識(shí)12個(gè)星座）“ 星象學(xué)家”： 不同星座能夠決定人的不同性格、 一生機(jī)遇和機(jī)緣。 不同星座對(duì)人會(huì)產(chǎn)生不同 的影響嗎？ 天體的輻射對(duì)地球的影響： 太陽(yáng)最大， 其它恒星和星系的影響微乎其微！ （毫央斯基：1mJy=10-29瓦/米2赫茲）英國(guó)Jodrell Bank 射電天文臺(tái) 展覽會(huì)：桌上放一迭白紙 要求參觀者拿一張紙的背面寫道： “ 你付出的能量比全世界 射電望遠(yuǎn)鏡在其全部歷史中 所接收的能量還多”太陽(yáng)系外的天體提供給地球的 能量微乎其微！引力可能產(chǎn)生影響 引力影響：月球最大

10、 都是和距離的平方成反比！ 恒星和星系，距離我們太遙遠(yuǎn)了， 對(duì)地球的影響接近于零撞擊地球 彗星、小行星、隕星等撞擊地球 4，天球坐標(biāo)系（怎樣確定天體的位置？） 借鑒地球的經(jīng)緯度 基本點(diǎn) ：北極、 南極 基本圈：赤道、 緯圈 經(jīng)圈、本初經(jīng)圈 緯度 、經(jīng)度地球緯度經(jīng)度本初子午線 格林尼治 天文臺(tái)赤道南極北極緯度：從赤道面起算 到北極090o 到南極090o 經(jīng)度：從本初經(jīng)圈起算 （通過格林尼治天文臺(tái)） 向東方向，東經(jīng)0180o 向西方向，西經(jīng)0180o北京東經(jīng)116度22分 北緯39度58分 天球1，用肉眼或望遠(yuǎn)鏡看天體，分不清它們的遠(yuǎn)近，好象是鑲嵌在無(wú)窮遠(yuǎn)處的 球面上 一個(gè)虛擬的天球！2，天球是

11、以地球?yàn)橹行?，但這僅僅 是一種方法，用起來(lái)方便3，太陽(yáng)和太陽(yáng)系的行星在天球上的視 運(yùn)動(dòng)4，恒星也在運(yùn)動(dòng)（自行），短時(shí)期不 會(huì)明顯看出恒星在天球上的相對(duì)位置發(fā)生變化 可以認(rèn)為恒星固定在天球上 天體在天球面上的投影天體位置：觀測(cè)者和 天體的聯(lián)線 與天球的交點(diǎn)視運(yùn)動(dòng)：天體在天球 球面上的運(yùn)動(dòng)天球坐標(biāo)系1，赤道坐標(biāo)系 地球赤道，北極、南極2，地平坐標(biāo)系 地平面，天頂、天底3，黃道坐標(biāo)系 地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道平面，黃極4，銀道坐標(biāo)系 銀道面，銀極 優(yōu)越的赤道坐標(biāo)系英國(guó)著名學(xué)者李約瑟評(píng)價(jià)： 現(xiàn)代國(guó)際通用的是中國(guó)古代的赤道坐標(biāo)系，而不是希臘古代的黃道坐標(biāo)系。 坐標(biāo)值不隨時(shí)間變化，也不受觀測(cè)點(diǎn)地理位置的影響，可

12、唯一確定恒星在天球上的位置。赤道坐標(biāo)系天球天赤道南天極北天極赤道坐標(biāo)系基本圈： 赤道、緯圈、經(jīng)圈基本點(diǎn)： 北天極（南天極）春分點(diǎn)赤緯赤經(jīng) 春分點(diǎn)是什么？春分點(diǎn)春分點(diǎn)春分點(diǎn)秋分點(diǎn)黃道面赤道面23.50冬至點(diǎn)夏至點(diǎn)春分點(diǎn)地球軌道面（黃道面）和赤道面的交點(diǎn)赤道坐標(biāo)系子午圈春分點(diǎn)時(shí)角地平圈赤道天極春分點(diǎn)子午線通過觀測(cè)者天頂和南北極的大圓赤道坐標(biāo)系天體M的赤緯從天赤道起算赤經(jīng)從春分點(diǎn)起算， 逆時(shí)針時(shí)角從子午圈起算， 順時(shí)針90hh240hh240 赤經(jīng)參考點(diǎn)：春分點(diǎn) 赤道面和黃道面在天球上 相交的兩點(diǎn)（春分點(diǎn)和 秋分點(diǎn)） 春分點(diǎn)在天球上的視位置 和恒星一樣 也作周日運(yùn)動(dòng)， 所以與恒星的距離不變 坐標(biāo)值不

13、隨時(shí)間變化 ，和觀測(cè) 地位置無(wú)關(guān) 地平坐標(biāo)系地平圈子午圈天頂和天底南點(diǎn)、北點(diǎn)地平高度h方向角Az地平坐標(biāo)系 地平高度h（或天頂距z） 方向角A 從南點(diǎn)起算，向西0180o 向東0-180o 優(yōu)點(diǎn)： 參照物是地平圈，容易測(cè)定 缺點(diǎn)： 坐標(biāo)值不斷變化 L：地理緯度 黃道坐標(biāo)系基本圈：黃道、黃經(jīng)圈、黃緯圈基本點(diǎn)：北黃極、南黃極坐標(biāo)原點(diǎn)：春分點(diǎn)黃經(jīng)：從春分點(diǎn)到過天體的黃經(jīng)圈 計(jì)算0360o（）黃緯：從黃道到過天體的黃緯圈 ()90 銀道坐標(biāo)系基本圈：銀道、銀經(jīng)圈、銀緯圈基本點(diǎn)：北銀極、南銀極銀經(jīng)：銀河中心方向（人馬座） 起算 l（0360o)(老的是從銀道和天赤道在天球上相交 兩點(diǎn)的升交點(diǎn)起算） 銀緯：從銀道到過天體的銀緯圈 b (090,0-90)在地球上某處觀測(cè)天體有沒有永遠(yuǎn)不落 的天體？有沒有永遠(yuǎn)不升起 的天體？ 在地球的北極： 地平圈與天赤道平行 所有天體的周日平行圈 與地平圈和天赤道平行 所有的北天的天體 都圍繞著北極星轉(zhuǎn)圓圈 不會(huì)落到地平圈之下 所有的南天的天體都看不到在地球北極永不落的星 （拱極星）天頂和北天極一致地平圈和赤道圈一致在地球赤道地區(qū)： 地平圈與天赤道垂直 所有天體的周日平行圈 都與地平圈垂直 沒有永遠(yuǎn)不會(huì)落到 地平線以下的星 也沒有永不升起的