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1、天文系周礼勇 普通天文学 天球坐标和时间计量天球坐标和时间计量 第二章 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 第二章 天球坐标和时间计量 星空星空 天球天球 几种天球坐标系几种天球坐标系 周日视运动周日视运动 周年视运动周年视运动 时间及其计量时间及其计量 历法历法 天体位置的变化和归算天体位置的变化和归算 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星空 Vincent Van Gogh Starry Night Over the Rhone Large Mousepad The Cafe Terrace on the place du Forum Arle
2、s at night 绘画艺术中的绘画艺术中的星星空空 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 认识星空 冬季星空 南天冬季星空 南天 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 认识星空 冬季星空 北天冬季星空 北天 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 认识星空 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 认识星空 更多星空图可见更多星空图可见 例如例如 http csep10 phys utk edu astr161 lect time maps html ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 最亮的恒
3、星 俗俗 名名 科学名科学名 距离距离 lyly 视星等视星等 绝对绝对 星等星等 光谱型光谱型 中文名中文名 Sun 26 72 4 8 G2V 太阳 Sirius Alpha CMa 8 6 1 46 1 4 A1Vm 天狼星 Canopus Alpha Car 74 0 72 2 5 A9II 老人星 Rigil Kentaurus Alpha Cen 4 3 0 27 4 4 G2V K1V 南门二 Arcturus Alpha Boo 34 0 04 0 2 K1 5IIIp 大角星 Vega Alpha Lyr 25 0 03 0 6 A0Va 织女星 Capella Alpha
4、Aur 41 0 08 0 4 G6III G2III 五车二 Rigel Beta Ori 1400 0 12 8 1 B81ae 参宿七 Procyon Alpha CMi 11 4 0 38 2 6 F5IV V 南河三 Achernar Alpha Eri 69 0 46 1 3 B3Vnp 水委一 Betelgeuse Alpha Ori 1400 0 50 v 7 2 M2Iab 参宿四 Hadar Beta Cen 320 0 61 v 4 4 B1III 马腹一 Acrux Alpha Cru 510 0 76 4 6 B0 5Iv B1Vn 十字架二 Altair Alpha
5、 Aql 16 0 77 2 3 A7Vn 牵牛星 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 北美印第安人的岩画北美印第安人的岩画 星 象 图 星 象 图 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 利用星座来划分星空 辨认星星 利用星座来划分星空 辨认星星 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 二十八星宿星座图二十八星宿星座图 东方青龙 角 亢 氐 房 心 尾 箕 北方玄武 斗 牛 女 虚 危 室 壁 西方白虎 奎 娄 胃 昴 毕 觜 参 南方朱雀 井 鬼 柳
6、星 张 翼 轸 二十八星宿二十八星宿 古人把沿黄道 赤道附近的星象 划分成二十八 个大小不等的部分 每一部分叫做一宿 合称二十八宿 又名 二十八舍或二十八星 二十八星宿 分为四组 又称为四象 四兽 四维 四方神 每组各七个星宿 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 Orion by J Hevelius 1690 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 星座有边界 用来划分星座有边界 用来划分 星空 星空 此图为大熊座 此图为大熊座 同一星座内的恒星 按同一星座内的恒星 按 照其亮
7、度顺序命名 照其亮度顺序命名 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 冬季大三角 及其附近星座冬季大三角 及其附近星座 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 恒星的命名恒星的命名 除俗名之外 两种命名体系给星座内的恒星命名 Bayer Naming System 按照恒星的亮度 用希腊字 母按顺序给一个星座内的恒星命名 此处恒星的亮度 星等 只是近似的顺序 比如猎户座内 Orion 0 3m 实际上要比 Orion 1 7m 更亮一些 Flamsteed Naming System
8、 按照恒星距离星座西 边界的距离顺序 以阿拉伯数字为恒星命名 星表星表 Star catalogStar catalog 随着望远镜的使用 大量的恒星被发现 上述两种命名法都不再满足需要 多种星 表出现 各自命名 而各星表间又多有重合 使用时需留意 使用时应仔细检查对象的 位置 比如Henry Draper HD 95735和 Lalande 21185实际上是同一个对象 变星 却有一套统一的命名法则 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 星座 辨认星座辨认星座 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 第二章 天球坐标和时间计量 星座星座 天球天球 几种天
9、球坐标系几种天球坐标系 周日视运动周日视运动 周年视运动周年视运动 时间及其计量时间及其计量 历法历法 天体位置的变化和归算天体位置的变化和归算 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球 Celestial Sphere 天顶和地平因观测者的位置而定 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 Star trails around South Celestial Pole Gemini Observatory Chile ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 澳大利亚Eppalock湖 摄影师Lincoln Harri
10、son经历十多个小时拍了这些绝美的星空图 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 Kilimanjaro APOD 2004 September 11 Vienna APOD 2005 July 14 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 南十字APOD 2004 July 8 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 人眼因为 视差 parallax 效应产生立体效应 比邻星离地球的距离约为比邻星离地球的距离约为4 224 22光年 光年 那么 比邻星对人眼 地球半径 那么 比邻星对人眼 地球半径 地球绕日轨
11、道的张角分别是多少 地球绕日轨道的张角分别是多少 星空是扁平的 比邻星比邻星 Proxima Centauri APOD 2005 Dec 4 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球概念 星空并不是一成不变的 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球特点 无大小 深度 天体在天球上的位置为天体在天球上的投影 中心可以任意选取 地面上所有平行的方向在天球上交于一点 天球上任意两点的距离是大圆弧长 角距离 站心天球站心天球 topocentric 地心天球地心天球 geocentric 日心天球日心天球 heliocentric 天球天球 以观测者为
12、球心 任意 距离为半径 的球 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 天顶天顶 天底天底 天顶 zenith 铅垂线 天底 nadir 地平 horizon 真地平 得视地平 celestial apparent ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 天顶天顶 天底天底 天极 celestial pole 地球自转轴 天赤道 celestial equator 地球赤道 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 天子午圈 celestial meridian 经过天顶
13、北天极 天球 中心作一平面 与天球的 交线即为天子午圈 四方点 cardinal points 天子午圈与真地平有两 个交点 靠近北天极的 点称为北点 与南天极 较近的点为南点 天赤道与真地平的两个 交点分别称之为东点和 西点 天顶天顶 天底天底 北北 点点 南南 点点 西点西点 东点东点 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 天卯酉圈 prime vertical 过天顶 东点 西点 作 一平面 与天球的交线称 之为天卯酉圈 天卯酉圈 天子午圈 地平圈互相垂直 天顶天顶 天底天底 北北 点点 南南 点点 西点西点 东点东点 ZHOU Li Yong
14、 Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 黄道黄道 ecliptic 通过天球中心作一 与地球公转轨道平面 相平行的平面 黄 道面 黄道面与天球 的交线是一个大圆 称之为黄道 黄道与赤道的交角 称为 黄赤交角 现阶段其值为23度27 分 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 太阳在天球上沿黄道运行太阳在天球上沿黄道运行 制定观测计划时要考虑 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 黄道 ecliptic 黄极 Ecliptical pole 二分点 Vernal spring equinox
15、Autumn fall equinox 二至点 Summer solstice winter solstice 黄道与天赤道交于两点 分别称 为春分点和秋分点 从北半球上看 当黄道按逆时针方向从天赤道之南穿 到天赤道之北的交点即为春分点 另 一个点即为秋分点 黄道上与春分点相距90度 位于 天赤道以北的点称为夏至点 在天赤 道以南的另一点则为冬至点 春分点春分点 秋分点秋分点 夏至点夏至点 冬至点冬至点 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 天球上的基本点和基本圈 北黄极 南黄极 近北点 近南点 北天极 南天极 东点 西点 北点 南点 天顶 天底 天球中心 KK QQ PP
16、 WE SN ZZ O 两分两至点如左图两分两至点如左图 W K E Q K P P Z Z OSN Q 春分点春分点 秋分点秋分点 夏至点夏至点 冬至点冬至点 具有地方性的点或圈 具有地方性的点或圈 天顶 天底 四方点 真地平 天子午圈 天卯酉圈 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 第二章 天球坐标和时间计量 星座星座 天球天球 几种天球坐标系几种天球坐标系 周日视运动周日视运动 周年视运动周年视运动 时间及其计量时间及其计量 历法历法 天体位置的变化和归算天体位置的变化和归算 ZHOU Li Yong Astron Dept NJU 常用的天球坐标系 BCB ABA OB X Y O P x y Y X 二维坐标二维坐标 第一坐标线 经线 第一坐标线 经线 第二坐标线 纬线 第二坐标线 纬线 左旋或右旋左旋或右旋 天球上按一定原则选取一点作为第一极 与其正对的一点称为第二极 与两个极的连 线垂直的大圆称为基本圈 在基本圈上任意或按惯例选取一点作为零点 基本点 经过零点和两极的半个大圆为零经圈 A C B A B M R R 基本圈基本圈 基本点基本点 ZHOU
