2015年10月18日 星期日

赤經與赤緯


在我初學觀星時,很不方便,有時跟著其他人一起去觀星,他們都對不同的天體之間的位置十分熟悉,整個星圖都已在腦中一般。有時叫我去看一些深空天體,我都不知道它到底在東南西北。叫師兄們指給我看,也只看到他指的地方潻黑一片…



可惜我也沒有John Nash的‘特異功能’,追女仔又好,做研究又好,都無…

我在英國的時候,參與一個天文台的管理工作,接觸到一本觀星者的‘字典’。



內頁是這樣的星圖:




看到圖中有不同的線把天球分成不同的區域嗎?這些就是不同的星座區域,圖中的外圍分成2條軸,標示了數字:縱軸以角度為單位,橫軸以h為單位。

這兩條軸就是天球的經緯度,我們稱之為赤經(right ascension)赤緯(declination)

天球是一個在地球上標示天體的槪念。想像有一個球狀的膜包圍著地球在正中心。




天球上的星星就是宇宙中各個天體在膜上的投射。所以,在天球槪念中,天體的距離不重要。因為天球上大部份的天體之間距離太遠,所以它們在天球上看起來好像不太會動。所以,大部份天體在天球上的相對位置是幾乎不變的。

如果我們要準確標示那些天球上的天體,那到底要怎麼定義會比較方便呢?

最方便的當然就是最直觀的一種:把水平線定為仰角0度,頭頂位置定為90度。正北為方位角0度,正東為90度,正南為180度,正西為270度。

不過,當你做天體觀測時就會出現一個問題:因為地球自轉的關係,天體都是東昇、西落。當你嘗試量度一個天體的角度座標時,你會發現一個天體的數值是一直在變。而且,這個數值也會因著你觀測位置的不同而不一樣。這樣對於做天體測量是非常不便,因為你沒有一個固定的數值去形容天體的位置。



那麼有沒有辦法可以更好的去標示天體在天球的位置呢?

天文學家會使用剛才提過的赤經、赤緯的座標系統,我們稱它做赤道座標(Equatorial Coordinate System)。赤道座標是天文學之中最常用的座標系統。

天球的赤道座標其實就是把地球的北極點、赤道等座標線伸延到天球上去。

先把地球的北極極軸伸延,指向天球的位置是大約北極星(Polaris)附近,這一點稱為赤緯90度,南極點就是負90度。那麼,地球上的赤道任何一點的正天頂位置形成的線都是赤緯0度。

望向天球春分點(Vernal point,現在雙魚座內)的方向,我們定義為赤經0h(0時角)赤緯0度。然後向東方轉一個圈,劃分為24時角,一小時分成60(60’)、一分分成60(60”)

用小時作為單位是因為方便:想像在某一個方向我們面向春分點,即是赤經0時角。1小時後,隨著天球的轉動,我們面向的位置就變成赤經1小時了!

現在,很多望遠鏡的赤道儀都由電腦控制,其實就是計算現在正北方向和赤經0h的相差,再把這個值加到你想觀測的天體的赤經值,就可以一直追蹤這個天體。


現在看一段高手拍攝的縮時。大家可以留意一下天球的移動和各天體於天球上的排列。

沒有留言:

張貼留言