古人如何记录满天恒星的位置?| 味象

gg娱乐平台主管
你的位置:gg娱乐平台主管 > 新闻动态 > 古人如何记录满天恒星的位置?| 味象
古人如何记录满天恒星的位置?| 味象
发布日期:2025-04-13 09:41    点击次数:129

全天肉眼可见恒星大概有六千多颗,即便是在北半球,我们在一年中也可以看到其中大概二分之一,也就是三千多颗,当然,前提是你的视力足够好。除开后来星表中观测增加的,就拿古人所总结的三垣二十八宿来说,也高达1400多颗,那要如何准确记录下这些恒星的位置呢?

图片

(地平坐标系)

记录恒星的位置自然离不开坐标系,古人主要使用的有三种坐标系,地平坐标系、黄道坐标系和赤道坐标系。地平坐标系好理解,就是以地平圈为基准,比如你在野外的某处,就以你看到的地平线和天空交汇处所在的地平面作为标准,然后用两个参数:方位角和地平高度角来记录。这里需要注意,地平坐标系的方位角度,是顺时针向西,以正南方向为0度,然后正西是90度,北方是180度,东方是270度。高度角就是所观测恒星与观测者连线与地平圈之间的夹角。地平坐标系的基准,因观测者位置的不同而不同。

图片

(黄道坐标系)

黄道坐标系,是以黄道圈为基准,黄道是太阳走过的路线,所以太阳的黄纬始终是0,从黄道圈往南北,黄纬各自为正负90度。太阳系内的行星路线基本上都在黄道圈附近,所以黄道坐标系一般用来记录太阳系内行星,也就是那几大行星。黄道坐标系中的黄经,也就是黄道经度,是以春分点(黄道与赤道相交的升交点)为起点0度,然后向东到360度。春分点通俗理解,也就是每年太阳从南半球向北移动(在黄道上),首次直射赤道的那个点。

古人所用的第三种坐标系是赤道坐标系,或者说是天赤道坐标系,在古人眼中,满天的恒星都是在天球背景上移动的。这是古人观察恒星最常用,也最重要的坐标系。赤道坐标系的两个坐标参数是赤经和赤纬,参照圈就是天赤道,赤经、赤纬可以参照地球的经度、纬度来理解,这里需要注意的,地球上的经度起点是经过英国格林尼治天文台旧址的0度经线,然后向西向东各180度,但是赤经的原点是春分点,经过春分点与天赤道垂直的圈作为赤经度数的起始圈。在今天,国际上一般是用0到90度来表示赤纬。至于赤经,则是用0到24时的时间单位来表示角距离,春分点所在的赤经圈为0时,从春分点0时圈向东,依次是1时、2时……再到0时,也就是24时。

图片

(用时间单位表示赤经角距离)

古人记录恒星位置采用的就是赤道坐标系,不过和今天的赤道坐标系有很大不同。古人在赤道坐标系中用的两个参数叫做入宿度和去极度。以下图为例。

图片

(M星:去极度∠POM;A为距星,入宿度∠BOM)

去极度好理解,去就是离开,去极,离开北天极的度数,比如要观察一颗恒星M,它的去极度就是它到北天极P点之间的夹角,也就是∠POM,相当于咱们今天说的纬度的余角。

重点是入宿度,入宿度即:某一天体距离它西边的距星的赤经差。今天我们将地球一周分为了360度,东西半球各180度,起始经线也就是0度经线,通过格林尼治天文台,但是古代恒星的“经度”计算却不止一个起始圈,而是28个。所谓入宿度,也就是某星跨入某宿的度数,古人将天赤道或者黄道附近的恒星分为了28组,也就是二十八宿,每一宿都跨一部分天区,这二十八宿的天区度数加起来,刚好是一周天,不过古人的一周天不是360度,而是365又¼度,也就是365.25度。

《汉书·律历志》记载的各宿的度数如下:

苍龙七宿:角十二。亢九。氐十五。房五。心五。尾十八。箕十一。东七十五度。

玄武七宿:斗二十六(又四分之一)。牛八。女十二。虚十。危十七。营室十六。壁九。北九十八度(又四分之一)。

白虎七宿:奎十六。娄十二。胃十四。昴十一。毕十六。觜二。参九。西八十度。

朱雀七宿:井三十三。鬼四。柳十五。星七。张十八。翼十八。轸十七。南百一十二度。

总加以上四象二十八宿:75+98¼+80+112=365¼度。

这是各宿度数范围,然后,古人在每一宿中都选取了一个距星,各宿范围的起点是距星,也就是起算进入该宿某颗恒星赤经度数的标准星。

图片

以宿度最宽的井宿为例,井宿的距星是井宿一,比如我要记录井宿中非常亮的一颗星,南河三的位置,那么它的入宿度就是从井宿一往东算起,我们先按照今天的算一下,参照虚拟天文馆,井宿一的赤经是6h24m26.15s,南河三的赤经是7h40m34.62s,相减大约是1h16m8s,按照365¼度来算的话,将它24等分,1h大约是15.22度,15.22再乘以相差的角距离1h16m8s,所得两者相差大约是19.27度,如果用入宿度来表示的话,就是:南河三入井宿19.27度。这只是一个计算过程的大概举例,并不严谨。而且因为地球岁差等各种原因,导致古代南河三与井宿一的相对位置,在今天肯定也发生了细微变化。

如此,南河三的入宿度再加上它的去极度,南河三的位置就记录下来了。虽然岁差会导致恒星观测位置发生一定的改变,但在一个历史时期内,恒星背景也就是全天恒星,基本上是固定的,所以通过距星记录的恒星位置也就是相当于固定不变。

这里需要注意,每一宿都有自己的距星,两颗相邻距星之间的赤经差被称为距度。这里就有一个问题,有可能下宿距星并不在该宿的最西边,这样,相当于该宿/距星西边属于该宿的恒星,就无法被该距星计算上,因此,只能用上宿距星来计算,属于上一宿距星的计算范围。

图片

(仅作参考示意,三者位置有所变形)

比如河鼓二。河鼓二属于牛宿,但是牛宿的距星牛宿一却在河鼓二的东边,按照距星从西往东计算某星入宿度的统一规定,那么,属于牛宿的河鼓二就只能由上一宿距星来计算,也就是按照斗宿的距星:斗宿一,因为河鼓二在斗宿一的东边,因此河鼓二的入宿度就是入斗宿多少多少度。按照宋代的一些资料,属于牛宿的河鼓二,入斗宿22度,就是这个道理。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报。

Powered by gg娱乐平台主管 @2013-2022 RSS地图 HTML地图

Copyright Powered by站群 © 2013-2024