认识地球的宇宙环境-认识恒星和行星

　　１．认识主要星座和制作星图

    这是一个容易完成的家庭作业。最好的观测时间是在新月期间，这时不会受月光的干扰。观测时带上用针扎孔制成的棕色纸制星座图很有用。当光线从纸上的小孔透过时，就转动纸板，直至找到一个你认识的星座图形。这对北半球的人来讲很简单，因为在接近北天极处有容易识别的北极星和大熊星座（见图１．３．１．ａ）。

    在南半球，易行的方法就是从南十字星座开始，这一星座有４颗恒星。其中３个较亮（如图１．３．１．ｂ所示），这一星座能粗略地指示天南极。

    按此方法学会认识一些星座之后，就可以利用睡觉前的前半夜星空来制一张星图。

　　２．确定北半球天空星座的位置

    北极星是居住在北半球的人确定北半球星座和单个星体位置的关键所在。下面的内容有助于我们辨认一些星座。最明显的星座是大熊星座，又叫北斗七星。通过大熊星座很容易找到其它星座，尤其在确定北极星位置中有重要作用。

    在找到大熊星座后，要特别注意“酒杯形”前缘的两颗星。沿着它们的连线，一直向上，你就会找到北极星，一旦找到了北极星，再找其它星座就容易了。

    实际上，天空中有两个“熊星座”，因为古代的观测家认为它们外形都酷似熊，就用大熊和小熊来区分。

    从大熊星座中找到北极星后，总能找到小熊星座，因为北极星同时也是小熊星座尾部的最后一颗星。从小熊星座反过来，也能很容易地找到大熊星座。

    下一个要找的即是天马座（神话传说中有翼的飞马），见图 １．３．２．ａ。在１０月份，你会看到天马座中的４颗星会形成一个“盒子”。东北的那颗星同时也属于仙女座。在大熊星座的杯形边缘与北极星之间连成一条直线，沿这条线垂直方向，一直向上就会找到飞马座（图１．３．２．ｂ所示）。

    图１．３．２．ａ北半球秋季天空的部分　图１．３．２．ｂ二月天空的猎户座星座，观察时把图举过头顶，图朝下。

    让我们再来找仙后座，它很容易寻到，因为以北极星为中心，与大熊星座方向相反的一侧，外形像“Ｗ”，又叫做“仙后的椅子”。

    另外一个必须认识的是“猎户座”，比较容易找到。猎户座有三颗星排成一线，称作“猎户的腰带”，在“腰带”下面是三个弱星，叫作猎人的“剑”（见图１．３．２．ｂ中所示）

　　３．确定南半球天空星座的位置

    南半球最关键的星座是“南十字”星座。有１２月初的子夜，你会看到它低垂在南方地平线附近。看到它后，会很快又找到在它西南方向，呈一条直线的两颗更低的星。它们是半人马座中的两颗，同时也是“南十字”中的“指针”。距南十字星座最远的一颗星，若按天文学标准衡量，距地球最近。很久以来，它就被认为是距我们最近的一颗恒星。从它到地球，以光速每秒３０万公里行进，也要经过４年多。天文学家常用光经过的长度来衡量较大的距离，以上数字用光年来计算，距离为４光年多。

    从南十字沿着银河向北，就找到了大犬座。由于星座中有天狼星，使这个星座很吸引人。因为这颗星是附近星空中最亮的。只有少数几颗星比天狼星距我们更近，天狼星距地球约８．５光年。

    距大犬座不远，你会找到曾经在北半球见到的猎户座。

    １２月的夜晚，将图１．３．３．举过头顶，图形向下，仰视来对照确定南半球天空的星座位置。

    图１．３．３．１２月南半球天空的主要星座，

    把图举过头顶，图朝下。

　　４．观测星空有规律的周日运动

　　４．１．方法一

    站在一个以后可以准确重新定位的地方。如果是在北半球，就辨认南部星空中一个明显的星座（例如猎户座），并标注它与周围某建筑物或树等显著参照物之间的相对位置。如在南半球，就找到一个位于北部星空的明显星座，注明时间。两三个小时后，还站在原处，重新观测同一星座并画下其位置，注明时间。解释看到的位置变化。

　　４．２．方法二

    观测东部星空中较低处出现的一个星座，两个小时后再观测它，解释看到的位置变化。

　　４．３．方法三

    观测西部星空中的一个星座，两小时后再观测，解释看到的位置变化。

　　５．制作星座仪

    星座仪是教授各种星座图形知识时所必备的。

　　５．１．方法一

    【准备工作】

    纸盒、木盒或罐头盒一个、比盒敞口大一些的深色纸板若干张、电灯泡、灯座各一个、缝衣针一根

    【制作方法】

    在若干张纸板上，画上各种星座的形状。在星座内的恒星位置上用针扎出小孔。纸盒或木盒内装上电灯。打开电灯，画有各种星座的纸板可轮流罩在盒的敞口处，这样可以十分清晰地看到各个星座图形。

    用罐头盒、电灯也能做这个试验。在罐头盒的底部扎出小孔来代表星座中恒星的位置。把灯泡放入盒内，打开电灯，灯光会从小孔透出，星座形状也就一清二楚了。为了防止铁盒生锈，可把铁盒刷上油漆，这样年年都能用。

　　５．２．方法二

    由于雨伞内部的形状酷似一个天球，可以用它制成一个星座仪，解释星空各部分的位置及其运动。为达到这个目的，需要一个较大的旧雨伞。画北半球星座时，先用粉笔在雨伞内部靠近中心处，标上北极星。参考一张星图，划出几条交叉线作为星座的界线，准确标上各星座中的恒星位置。画完了北极星附近所有的星座后，用白色胶纸制成“恒星”贴在各恒星的位置上或用白油漆画在“星星”上。之后，用白漆或白粉笔划上各“恒星”间的连线，虚线构成已知的星座形状。如果使伞柄以逆时针方向旋转，你就会看到各种星体围绕北极星运动的轨迹。

    如果在南半球，雨伞相应地要指向南天极，而且要以顺时针方向旋转。与在北半球一样，星星也是东升西落的。在图１．３．５．中，可以看到在雨伞上标出的几个明显星座。

　　６．恒星指示时间和日期

　　６．１．恒星历

    图 １．３．６．１．ａ（北半球星座）中，在星图边缘标有北半球子夜时对应的星空日期。图 １．３．６．１．ｂ（南半球星座）中，标有南半球子夜时对应的星空日期。知道这些，有助于你能很快地旋转星图以找到你所在地点夜空的星空图像。如果你在北半球，你从子夜位置以顺时针旋转１５度，时间即为子夜１点钟。如果以逆时针方向旋转３０度，时间即为晚上１０点钟。在南半球，方法不同。如果你把星图从子夜位置仍旧以顺时针方向旋转，它指示的时间就成为了晚上１１点。这种确定的时间是真太阳时，它与你当地所用的标准时间不同。

　　６．２．恒星钟

    图１．３．６．２．所示，把下面所给图表分成北半球和南半球。一个钟代表一个月份。指针位置都是一个月中间的某日的晚上９点钟时的星空标记。

    你能把５、８、１１月份中某日晚上９点钟时的指针位置标画在图上吗？试着再把６、９、１２月份的指针位置画出来。如果在南半球，粗略地确定南天极的位置很重要（参见实验１．３．１．）。

　　７．晨星与昏星

　　观测金星并记录它的升落与太阳的升落时间之差和相对位置。

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