我们如何在黑暗的太空中找到东西?

由:Patrick j . Kiger

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名字有什么关系呢?这幅由美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜拍摄的惊人星系的名字是2XMM J143450.5+033843。J之后的每一项都描述了它的天体坐标,或者说是经度(赤经)和纬度(赤纬)。美国国家航空航天局

在拥有GPS和谷歌地图的智能手机时代,你可能已经熟悉了通常用来描述地球球面上位置的地理坐标系统。这个系统是基于纬度(从地球赤道到南北方的距离)和经度(从地球赤道向东或向西的距离)本初子午线这是一条假想的线,从北到南穿过英国的格林威治。距离是用度(纬度每个方向90度,经度每个方向180度)和分、秒和几分之一秒来测量的。(更多关于该系统如何工作的信息,请查看美国地质调查局和IBM知识中心.)

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GPS在地球上

这个系统可以让你找到从帝国大厦(40°44'55.4" n73°59'08.5"W)到任何地方的坐标谷歌地图U2在沙漠中拍摄了他们1987年专辑《约书亚树》的封面照片(36°19′51.00″N, 117°44′42.88″W)沙漠之路旅行博客)

好吧,你知道的。但有些事你可能不知道,除非你是天文学家。它也可以描述一个天体在夜空中的位置,使用基本上是地理坐标的扩展来创建一个围绕地球的想象球体。

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天空坐标

“目的是能够在天空中唯一指定一个位置。就像地球上的经纬度一样。”里克Fienberg美国天文学会新闻官员在一封电子邮件中解释道。“如果你告诉某人在科罗拉多州的利特尔顿(Littleton),北纬39°36'47.9484',西经105°0'59.9292',他们不仅会知道你在哪个城镇,还会知道你在....的哪个街角等着你只知道你在哪个镇对别人来说并没有多大用处——如果你还有希望被别人发现,你就得说得更准确些。”

同样地,他解释说,如果一个天文学家发现了一个超新星或小行星,并希望其他人观察它,提供天体坐标是一种方式,以确保每个人都在看同一件事。

这是一个自古以来就存在的体系。“天体坐标的概念确实假设天空是一个围绕着地球的球体。这一观点可以追溯到早期的信念,即地球是万物的中心,”克里斯托弗·帕尔马宾西法尼亚州立大学天文学和物理系本科项目副主任兼教学教授在一封电子邮件中说。“尽管我们现在知道这不是真的,但天空似乎是一个围绕着我们的球体,这仍然是真的,所以我们可以使用球坐标来确定天空中的任何位置。”

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赤纬和提升

也就是说,天体坐标系有一些差异。比如,它用的不是纬度,而是赤纬描述北方或南方的距离天球赤道,而不是经度,赤经描述东西朝向。

“像任何坐标系一样,它需要零点/校准,”帕尔马解释说。“对于天体坐标,我们将地球赤道投射到天空中,就像纬度测量地球赤道南北的度数一样,赤纬测量天体赤道南北的一个角。例如,恒星穗状花序它的赤纬为-11度10分,所以它实际上位于天赤道以南。

“对于地球上的经度,我们武断地把英国的格林威治定为本初子午线,”帕尔马说。“赤经系统的本初子午线被称为‘白羊座的第一点’,它被定义为太阳沿着白羊座从南到北移动时在天空中的位置黄道——一条表示太阳路径的假想线——“并穿过天球赤道。”当太阳在这个位置时,就是地球上的春分(或三月)。右扬升从那里向东增加。所以,天空中的一颗恒星距离太阳正好有一半的距离春分会有180度的赤经。”

帕尔马继续说:“因为天空是旋转的,所以我们通常不使用度数来测量它。”“相反,我们用几个小时来表达角度。180度等于12小时的赤经。我上面提到的那颗星,Spica,有13小时25分钟的RA。这可以解释为,春分时,从太阳所在的位置向东,天空中[13h25m*(180度/12小时)]= 201.25度的一点。”

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航海者的天文导航

正如芬伯格解释的那样,并不是只有天文学家使用天体坐标。“任何靠星星导航的人也会使用它们,”他说。“尽管所有的现代船只上都有GPS系统,但水手和其他水手都需要学习天文导航,以防GPS失灵。如果你能看到北极星,也就是北极星,你就会知道哪条路是北,进而也知道哪条路是南、东、西。你也会知道你的纬度,因为北极星在地平线上的高度与你的纬度相等。如果你有一个精确的时钟,你还可以通过查看在你观测的时间里哪个星星在正南方向的表来找到你的经度。”

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