坐标与时间
赤经与赤纬:从星表数字找到天空方向
简明解读
赤经和赤纬类似天球上的经度、纬度:赤纬量天赤道南北角距离,赤经从春分点向东计量,常用小时表示。它们需要配套的参考系、分点和历元。Apphemeride 对太阳、月球和行星提供J2000/JNow比较,对恒星提供所选日期位置;当地寻找目标还需结合恒星时和纬度。
天球上的经纬网
地球赤道延伸形成天赤道,自转轴方向形成天北极和天南极。**赤纬δ**取值−90°至+90°,北为正、南为负;天狼星约−16.7°,北极星接近天北极但并不等于+90°。具体数值仍随参考日期变化。
**赤经α**的零点是春分点,而非地理经度的格林尼治。春分点是黄道与天赤道交点中,太阳在三月由南向北通过的那个方向。赤经沿天赤道向东计量,绕满一圈为24小时。
这种网格是坐标约定,不是把恒星真的固定在同一个透明球壳上。不同距离的恒星可投影到很近方向,同一颗星的坐标也可能因参考网格改变而不同。
为什么用小时,不直接用度
一个恒星日对应地球相对于相应天球方向转一圈,所以用24小时表示360°很方便。这里是角度的时制单位,不是直接把每个数当作北京时间:
| 赤经单位 | 对应角度 |
|---|---|
| 1时 | 15° |
| 1分时 | 15角分 |
| 1秒时 | 15角秒 |
两颗赤经差1小时的近似固定恒星,会相隔约1个恒星小时经过同一上子午圈;这略短于普通钟表小时,而且它们不必都从南方经过。
还要区分坐标差与真实角距离。接近天赤道时,1分钟赤经差对应约15角分弧长;接近天极时,经圈汇聚,同样赤经差对应更小的实际分离。比较相邻星的角距时不能忽略赤纬。
怎样从目录坐标转到当地视线
地方恒星时表示当地上子午圈对应的赤经。目标的赤经等于配套地方恒星时时,**时角为0**,发生上中天;时角通常定义为地方恒星时减赤经,并按需要归一化。
正时角通常表示已向子午圈西侧移动,负时角表示还在东侧。它说明日周进度,却不是单独的高度预测:高度还需要赤纬与当地纬度。
在上海,目标赤纬接近本地纬度时,上中天可很高;赤纬更北的目标可能在北侧上中天,南赤纬较大的目标则较低,甚至不升。不能说所有时角0的天体都“正好在南方”。实际视线还受折射与真实地平线遮挡影响。
为什么“固定星”的坐标也会变
岁差与章动改变天赤道和分点方向,自行改变恒星在空间投影的位置;光行差、视差等又改变观测到的方向。太阳、月球、行星还有明显轨道运动,不能沿用恒星“变化很慢”的简化。
因此要区分历元、分点与参考系。历元说明位置或运动参数对应哪个时刻,分点说明传统赤道网格的零点方向,参考系还规定整体轴向等约定。写“J2000”时必须看资料到底指哪一项,不能以为所有目录观测都发生于2000年。
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赤道坐标卡片提供赤经、赤纬与时角。太阳、月球和行星可查看J2000与JNow相关值;恒星页面提供推进到所选日期的位置,并处理相应自行、岁差等。位置栏提供地方恒星时,出没与上中天数据给出关键日周时刻。
星图赤道网格采用日期相应的坐标约定,与显示天体相配套。太阳、月球当前 GPS 基础卡片免费;行星、恒星和星图叠加层属于完整版。详情见天体页面。
常见问题
赤经小时怎样换成度?
24小时等于360°,所以1小时为15°,1分钟时为15角分,1秒钟时为15角秒。它们是同一角量的不同表示,实际两点角距还需结合赤纬。
负赤纬是什么意思?
表示天体在指定天赤道以南,不代表不可见。天狼星约−16.7°,从上海可在合适季节观察;更南的星能否升起,要看本地纬度。
为什么赤经用时间单位?
它方便联系地球转动与子午圈通过时刻。目标赤经与配套地方恒星时相等时上中天,但这个“小时”不是一个无需换算的北京时间标签。
春分点是什么?
是黄道与天赤道的一个交点,太阳在三月从南向北经过,传统上作为赤经和黄经零点。岁差使它相对于背景星缓慢移动,目前位于双鱼座天区。