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認識星座盤與操作
(利用星座盤找出各星體的天球座標,及了解太陽再天空中運動情形)
星座盤上,中心為天北極(及鈕扣所在),所有星星都繞著天北極轉動,一天繞一圈。整個星座盤上有兩個圓,一個是以天北極為中心的圓稱為天球赤道,另一個是太陽在其上運行的黃道。有些星座盤的天球赤道用紅色標示,黃道用黃色標示,可以一目了然。
以天北極為圓心可以畫出許多同心圓,這些圓與天球赤道的夾角便是「赤緯」座標。天球赤道的赤緯為0度,天北極的赤緯為90度,天球赤道與天北極之間劃分為九十度,是北半球天空天體的赤緯座標,習慣上用正號「+」表示;而天球赤道以南的赤緯用負號「-」表示。
黃道是太陽再星空之間移動的視軌跡;也就是說,太陽沿著黃道移動,一年繞一周。為了方便,將黃道劃分為十二個星座,稱為「黃道十二星座」或「黃道十二宮」,大致上太陽每個月經過一個黃道上的星座。星座盤周圍附有一年的日期,就反映太陽一年繞行一圈的情形,因此可以藉由星座盤上的日期推得太陽在黃道上的位置。例如六月二十二日太陽再雙子做腳底處,十一月二十二日太陽在天蠍座主星心宿二附近。
黃道與天球赤道相隔23‧5度,所以在星座盤上稍微錯開。黃道與天球赤道有兩個交點,一個是春分點,另一個是秋分點。春分點是太陽由南天(天球赤道以南的天空)往北天移動經過天球赤道的那一點,稱為太陽升交點;相對的,秋分點便是降交點。
將天球赤道等分為360度,便是「赤經」座標的依據,而赤經以春分點為起點,順時鐘方向增加。並不需要記住順時鐘方向或逆時鐘方向,可以看星座盤外圈的日期,太陽一定是依據月份順序移動的,赤經度數增加方向也與太陽移動的方向一致。春分點的赤經為0度,秋分點的赤經為180度。但習慣上,赤經並不用度數表示,而是用時、分、秒來表示,360°等於24時(或記為24h),因此習慣上春分點的赤經為0h,秋分點的赤經為12h。
天上所有天體都可以用赤經、赤緯來標示,由於這是以天球赤道為參考依據的,所以稱為天球赤道座標。在星座盤上,一定有天球赤道與黃道,一般在經過春分點與秋分點的值線上,會標示赤緯的度數,每十度一個劃分,由天球赤道到北天極共有九個刻度,表示赤緯0度至赤緯90度。因此星座盤上可以讀出任何一個天體約略的赤經、赤緯。現以織女星為例說明如下:
(一)以天北極為同心圓畫一個經過織女星的圓,此圓與天球赤道相距40度,所以織女星的赤緯約為「+40°」。
(二)畫一條經過天北極與織女星的直線,此直線與「經過天北極與春分點」之直線的夾角,就是赤經的度數,所以織女星的赤經約為「+280°」,換算成時得單位則為280÷15=18˙7h
所以織女星的赤經約為18˙7h,赤緯約為+40°。查sky Catalogue 2000.0,織女星的赤經約為18˙6h,赤緯約為+38‧8° 。
星座盤上除了在晚上用來對照、辨認星星外,也可以有其他用途。例如推估每天日出、日落的大約時刻與方位,每天太陽的位置,在白天用來看太陽定方位‧‧‧。
赤道座標系統
地平座標系統以觀察者的觀點而言是很自然的一個系統. 但是天上的星星們, 似乎有著固定的相對位置. 所以也許我們可以定義一套系統, 使得每顆星星或天體在天球上有固定的位置座標. 這其中最常被使用的就是“赤道座系統”. 首先我們假想地球的赤道從地球球心向外投影出去, 因此在天球上我們可以定義一圈相對應的天球赤道. 相同地, 地球北極所指向的天球位置就是天球北極. 而天球南極與天球緯度都可以這樣定義出來. 這樣我們就有了一個緯度 (南北) 方向上的座標. 這個座標稱為赤緯. 以天球赤道為 0°, 向北向南各分為 +90° 和 -90°.
在東西方向上, 就像地球的經度線一樣, 我們也可以在天球上定義經度線, 只是我們還要約定一個天球上的位置, 做為天球經度的零點, 就像我們把通過英國格林威治天文台的經度定義為零度一樣. 天球上有一個特別的位置叫春分點 (本章最後一節會再詳加介紹), 這是春分的時候太陽在天球上的位置. 通過春分點的天球經度就定義為零度. 我們這樣也就有了東西方向上的座標. 這個座標稱為赤經, 以春分點為零時, 向東繞一圈均分為24時, 每一時又均分成 60 分, 每一分均分成 60 秒. 請注意當我們說在天球上“向東”, 指的就是地面上的東方. 因此在地圖上, 北方在上, 東方在右, 而在星圖上則是北方在上, 東方在左. 所以在天球赤道座標系統裡, 我們用赤經赤緯來標定位置, 每一個天體都有它固定的座標. 例如織女星是在赤經 18 時 36 分 56.2 秒, 赤緯 +38 度 47 分 1 秒. 請注意赤經方向上的分和秒與赤緯方向上的分和秒是不同的意思.
[ f02-01-04 赤道座標系統 ]
座標系統 | 使用的座標 (常用代號) | 範 圍 | 備 註 | 地平座標系統 | 水平方位角 (A)
高度角 (h) | 0° ~ 360°
0° ~ 90° | 需指定觀測時間與地點 | 赤道座標系統 | 赤經 (R.A. 或 α)
赤緯 (Dec. 或 d) | 0h 0m 0s ~ 24h 0m 0s
-90° ~ +90° | 需指定使用那一年份的春分點位置 |
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