旋转的星空——恒星视运动简介

作为一名目测党，最幸福的事一定是外出观测赶上特别好的天气。但凡初次成功观测的同学，贪恋荒野中的星空，那么都会被眼前的景象震撼：夜幕并不单调，点缀着无数闪烁发亮的星。随着时间的推移，繁星缓缓移动，若一部分隐于西边地平线，又有新的星从东方显现，感觉自己仿佛在天地中心......

天体的周日视

自行车轮胎上的蚂蚁不会感觉到它在疾驰的自行车上，同样，渺小的人类也觉察不到地球的自转。因此，人们以为自己是静止的，天体是从东方升起，西方落下，以为所有天体都围绕着一根轴在旋转，24小时运转一周，这就叫天体的周日视运动。

同时为了更好的描述天体的位置与运动，于是人们YY出了一个天球：一个巨大无比的球幕与地球的球心相同，所有的星星都被画（投影）在这个球型巨幕上。同时，模仿地球仪给天球配上了天轴的概念。天轴和地球仪的自转轴重合，即天球的自转轴。地球上自转轴穿过地球的两个端点叫南北极，相当的概念，天轴戳出球幕的两个端点分别对应南天极，北天极。

由于地球的自转，才出现了恒星绕着北极星旋转的现象

○

天球上有好几套坐标系系统，就像地球上的任意一点可以用经纬度确定，天球上的天体的位置与运动也可以进行描述记录了，可见，世上无难事，只要肯YY。在这里，我只讲天球坐标系中的赤道坐标系，其他感兴趣的可以百度哦。（学习要自觉哦）

○

将地球的赤道向外延伸，于是在天球上形成了一个闭合的圆圈，叫做天赤道。天球上与天赤道平行的圆圈叫做纬圈，过南北天极点与天赤道平行的圆圈叫经圈（和地球经纬度多么相似）这就是赤道坐标系。赤经是赤道坐标系中天体的经度，赤纬是赤道坐标系中天体的维度。

○

我们可以这样说，天球就是与地球同心﹑人们假想出来的一个球体。哈哈，可爱的初心者不难理解太阳，月亮，繁星的东升西落了吧。

下面一张图大家仔细看可以发现随着天球的转动（其实是地球的自转~），星星会渐渐隐于地平线。而红色区域内的星星高于地平线，永远也不会落到地平线下去，青色区域内的星星永远也不会升到地平线以上。

这就是著名的恒显圈（红色区域）与恒隐圈（青色区域）。

这就可以很容易理解，介绍星座或者天体的书中，常常提到这个星云只有南半球可以见到，那个星座只有北半球可以见到。见不到正是因为它们位于各自观测地点的恒隐圈里。

每个地方纬度不同，恒显圈恒隐圈的范围不同。具体怎么计算呢？其实不难，大家知道如何利用北极星算当地的纬度就知道怎么算了。这里就不讲了，虽然很简单，但是要画示意图，估计没耐心的同学觉得好难。。。所以有耐心的同学可以自己上网找找。本来，天文就是很适合自学也非常需要自学的嘛。（其实是我懒.。。。）

四季星空

○

如果繁星的东升西落是因为地球的自转，那么四季星空因何不同呢？

因为一个美丽的时间差，导致了纷繁各异的四季星空。

在这里我们就要说到一天的概念了，下一周的推送将会更详细的介绍时间概念。你怎样知道一天过去了，新的一天又来了？我们知道，每天会有一次太阳升起，一次太阳落下，我们以此来记录一天。一天最初在我们脑子里是一个模糊的时间段，会重复着太阳的东升西落。

○

科学家却要想办法精确每天的具体长度。

如何来确定一天的长度呢？规定太阳两次连续上中天（即天球坐标系中位于头顶上的那半条经线圈）的时间间隔为一个太阳日，即一天，为24小时。

但是，地球的自转周期并非为24小时，而要比24小时短一点。因为，地秋自转的同时绕着太阳公转。地球绕着地轴转过360º后，还需要转过一些角度来抵消公转的角度，太阳才能再次上中天。那么地球真正自转一圈需要多久了？

○

天幕上的繁星实际上离我们非常之远，因此以他们（恒星）两次上中天的时间间隔来计算自转周期，可以忽略地球的公转。这个时间间隔叫做恒星时，为23小时56分4秒，与太阳时差了差不多4分钟。由于我们日常应用的太阳时，即24小时，因此，出现在同一位置的星辰总要比前一天早四分钟。

就是每天刷牙的时间，星空悄然改变。今天比昨天早4分钟，比上个月早两小时，比三个月前早出来6个小时（一个季节）。日积月累，以致四季星空的变幻。

黄道十二宫

“

好了，到了今天的最后一小部分。又开始提黄道十二宫的事。。。。。。

每次想到黄道十二宫就想到——圣斗士星矢。。。（咳咳，严肃脸）

大家经常问一个人是什么星座的，比如三月份出生的人就说他们是双鱼座。那么黄道十二宫到底怎么来的呢？

黄道十二宫必然不是凭空诞生的，必然对古代人来说有它的意义。上一篇我们已经提到过的中国古代二十八星宿，是中国人用来标记月亮的位置而将天空划成28份。类似的，古巴比伦人为了方便记录太阳运行的位置，将黄道（即天球上太阳运动的轨迹）穿过的十二个星座（区域）称为十二宫，这样就可以像记录月球的位置一样就太阳的位置。

”

○

因此那位在三月出生的小宝宝，出生的时候太阳正位于双鱼宫里，因此他就是双鱼座的。那么双子座的同学那一定是出生的时候太阳正位于双子宫内了。

但是，要知道黄道十二宫是三千年前古巴比伦人规定的。过了三千年，由于岁差与章动的原因（下一篇将提到），地球的自转轴与当初早已不同，太阳进入每个星座的时间发生了改变，逗留时间也不是均匀的。因此原本黄道上的十二星座到今天其实已经变成了黄道十三星座，增加了蛇夫座，以下是太阳实际进入星座区域的时间：

因此，我们可以这样认为：现在所说的的十二星座的划分日期是几千年前的古人根据他们那时看到的黄道上的星座所确定下来的，今天的星座早就和几千年前不同了。

每当我仰望星空，时间如水泻，繁星缓缓移动，好像只有我一个人知道这个世界的秘密.....

这个秘密就是天球：）

By 风箕

2017年 3月4日

参考书籍：

《基础天文学》 ----高等教育出版社 刘学富

《天文爱好者观测入门快速手册》----兰州大学  程可

图片：来自百度

==================

北林天文学会荣誉出品