观测

裸眼观测

Q001 对于比《仰望夜空》节目更年轻的人，你会如何建议他们开始从事业余天文观测呢？

鲁弗斯·西格，伍斯特郡（Rufus Segar, Worcestershire）

我（摩尔）是从看一些很初级的书开始的，先让我的脑袋里有些基本概念。接着，我就在一个晴朗的夜晚到户外去看星星。天上看起来有好多星星，一开始我不知道怎么把它们分类。我总是觉得星星离我们太远了，它们的运动速度相对较慢，以至于我们在一生中都无法注意到它们的位置变化。想想看，著名的构成大熊星座（Great Bear）的北斗七星（Plough，美国常用Big Dipper），这几颗星星似乎一直维持着相同的相对位置，所以排列出的图形也没有什么变化。1另外，在英国这样的纬度地区，大熊星座永远不会沉下去。

我的下一步是制作一张基本的星座图，并把大熊星座当作“指针”。例如，北斗七星中末端的两颗2指向天空的北极，位置非常接近小熊星座（Little Bear）中的北极星（Polaris）。而另外一端的三颗星3则向下指向一颗非常明亮的橙色星星——牧夫座（Boötes）里的大角星（Arcturus）。这样你就明白我是怎么做的了：利用星座里星星的排列，辨识出天空中的方向。冬天的夜空里还有另外一个很容易找到的星座——猎户座（Orion)，同样也是可以当作指针的重要星座。

不过接下来，热衷于观星的人就需要使用比眼睛更强大的工具了。我建议你买一副双筒望远镜，价格不会太高，但对天文观测的帮助却很大。双筒望远镜能让你看到月球上的环形山、双星、彩色的星星、星团以及夜空中许多其他的天文现象。

一旦你真正熟悉了通过双筒望远镜观测到的夜空，也许就会开始考虑买天文望远镜。不过我觉得在那之前，还有一件更重要的事要做：加入一个天文学会。除了英国天文协会（British Astronomical Association）之外，很多城镇或城市都有自己的天文协会——如在西萨塞克斯郡4就有“南方丘陵天文学会”（South Downs Astronomical Society），服务范围涵盖奇切斯特、博格诺里吉斯及周边所有区域。通过加入天文学会，你不仅能交到很多新朋友，还能与志同道合的人交换你的想法和观测结果。

另外，在奇切斯特有一座“南方丘陵天文馆”（South Downs Planetarium），这是一栋装有可以投影星星的特殊投影设备的大型圆顶建筑，可以给人真实星空的直观感受。除此之外，这座天文馆还能做到一些本来要等待很久的事，比如你希望在英格兰看到完整的日食，原本需要等上80年左右，但是在天文馆里你可以随时看到！英国各地有许多这样的天文馆，我建议你多去参观。

在英国，全年你都可以通过北斗七星找到夜空中其他的星星和星座。

Q002 太阳是如此明亮，而太空本身却如此黑暗，这是为什么呢？

海伦·亚当斯，默西赛德郡，南港（Helen Adams, Southport, Merseyside）

一个东西要看起来明亮，只能靠它自己发光或者反射光线。空空荡荡的太空里没有东西能做到这些，所以我们看到的太空是暗的——基本上来说，就是没有光。相反地，天空在白天的时候很亮，只是因为大气对太阳光的散射作用。

太空是黑暗的，这是宇宙并非永远不变的第一证据。如果宇宙真的永远不变，那么不管我们从哪一个方向看，都应该能看到一颗星星。往旁边一点看，就可以看到另外一颗可能更远一点的星星。尽管光的传播速度有限（假设非常快），但如果宇宙是无穷大的，而且在无穷的时间范围内都维持着相同的状态，那么我们应该就能看到无穷远的星星。这意味着整个天空都应该被遥远星星的光照亮。因此，“太空是黑暗的”这一事实表明，有些天体距离我们实在太远，以至于它们发出的光还没来得及到达我们这里。

这种看法经常被称为“奥伯斯佯谬”（Olbers’ Paradox），一般认为是德国天文学家海因里希·奥伯斯（Heinrich Olbers）于1823年提出的，不过他绝对不是第一个，也不会是最后一个提出这个问题的人。随着20世纪大爆炸理论的出现，这个问题也有了答案。大爆炸理论确定了宇宙的年龄，也就解释了为什么我们无法在每个方向都看得无穷远。

Q003 当我站在英国面向太阳时，太阳似乎是从我的左边向右边移动。如果我站在澳大利亚，太阳移动的方向会改变吗？

苏珊·科沃德，希腊，雅典（Susan Coward, Athens, Greece）

会的。不过在澳大利亚，你必须面向北方才能看到太阳，而不是面向南方。事实上，从遥远的南半球观察天空会让人不知所措，因为看上去很多星座的移动方向都错了。事实上，我们其中一个人（诺斯）曾经和一群天文学家在法属圭亚那5朝错误的方向开了半小时的车，因为我们忘记了当地的太阳是在天空的北方而不是南方。我想应该会有这样一个笑话：在南半球到底需要多少个天文学家，才能正确地靠太阳找到方向？！

Q004 从北极、南极或者赤道上某一点观察到的夜空会有什么不同吗？

彼得·王尔德，诺丁汉郡，曼斯菲尔德（Peter J Wilde, Mansfield, Nottinghamshire）

如果你从北极观测夜空，由北极星标示出天空中的北天极（north celestial pole），天赤道就会落在地平线的位置。从南极来看，天空中的南天极（south celestial pole）就会在你正上方。不论你在南极还是北极，尽管天空会绕着圆圈转动，但你只能看到一半的天空。当然，极地的夜晚也会比较长，甚至会持续好几个月，所以你一定要注意保暖！有很多望远镜都利用南极的地理位置，观测某些特定区域。在赤道上，如果你等得足够久，原则上是可以看到整个天空的。

从不同纬度观察星星，会发现它们的运动轨迹不同。例如，从赤道看猎户座，它是从东方垂直升起，直接从头顶掠过，然后在西方落下。我（摩尔）记得当我站在很接近赤道的新加坡时，在天空的这一半看到大熊星座，而在另一半看到了南十字星（Southern Cross）。

Q005 为什么没有真正明亮的星星呢？在晴朗的夜晚外出时可以看到很多星星，但是肉眼看来它们的亮度都差不多。照逻辑来说，应该有一些特别亮的星星才对，它们可能非常大或离我们非常近，以至于我们在白天都可以看得到。

丹尼·希恩，伦敦（Danny Sheehan, London）

人的眼睛是很厉害的工具，特别是在充分适应了黑暗的时候。夜空中肉眼可见的最暗的星星大约比最亮的星星暗1000倍，不过它们都非常遥远。除了太阳之外，人类肉眼可见的最近的恒星是半人马座阿尔法星（Alpha Centauri），这颗恒星距离我们大约4光年，但它并不是天空中最亮的星星。夜空中最亮的星其实是天狼星（Sirius），而它与我们的距离是半人马座阿尔法星与我们的两倍多。还有一些星星本身更亮，但是距离我们数百光年，所以从地球上看起来并不会特别亮。所有的星星都很遥远，即使通过世界上已发明的最大望远镜来看，它们也不过是小小的光点。毕竟太空非常大，1光年大约是100000亿千米（约60000亿英里）。

我们用“星等”（magnitude）来表示星星的亮度，这有点像高尔夫球的“差点”6，越亮的星星，星等数值越小。明亮的星星称为1等星，暗一些的星星则是2等星，以此类推。大部分的人用肉眼都能看到6等星，而世界上功能最强大的望远镜能看到大约30等星。最明亮的星星可以达到0等，甚至会有负值出现，如天狼星的星等就是–1.5等。太阳系里的一些行星比天狼星更明亮，这是因为它们离我们更近，尽管它们只是反射了太阳的光。最亮的行星是金星，它的星等大约是–4等，甚至太阳在地平线之上时都可以看到它，接近凌晨与黄昏的时候尤为明显。为了方便比较，在这个级别上，太阳的星等是–27等！

Q006 在猎户座的左下方有一颗很大的星星，总是明亮地一闪一闪着。通过双筒望远镜看过去，我们会看到如万花筒般的颜色：红色、蓝色、绿色、黄色。你能告诉我这个美妙的景象是什么吗？

苏珊·汤普森，兰开夏郡，伯恩利（Susan Thompson, Burnley, Lancashire）

那是大犬星座（Great Dog）中的天狼星，它实际上是一颗纯白色恒星，但是从英国看过去，它的位置总是很低，所以它的光会穿过相当厚的大气层到达地球。而光线经过大气层时会被扭曲，使得它看起来会闪烁出不同颜色的光芒。如果从比较靠南的地方看天狼星，就会是明亮的白色了。

关于这颗星还有一个小小的谜团：数千年前，很多天文学家都把天狼星描述为一颗红色的星星，但现在它却并不是红色的。我敢肯定这是某种错误或误译，因为星星的颜色不会那么快地改变。 7

Q007 过去我经常用肉眼看到国际空间站飞过夜空，有时候看起来很壮观，但我应如何用更高倍数的望远镜观察它呢？它移动的速度很快，我可以追踪它吗？

布鲁斯·坎宁，剑桥（Bruce Canning, Cambridge）

国际空间站是夜空中最亮的人造卫星，而且在太阳能板排列得恰到好处的时候，它会比金星还亮。它的确移动得非常快，这就意味着想通过双筒望远镜或天文望远镜追踪它是很困难的。

一架大型双筒望远镜也许能让你看到不太规则的形状，但天文望远镜显然能让你看得更清楚。不过关键还是在于移动望远镜的速度要够快，才能在天空中追踪国际空间站。而且，望远镜的视野范围最好也够广。天文望远镜没有默认追踪空间站的模式，据我了解，大多数拍到空间站影像的业余爱好者都是自己手动追踪，而不是利用自动追踪功能去追踪空间站的位置。有些用业余望远镜拍到的空间站影像非常清楚，甚至还有航天飞机与空间站对接的画面！

业余天文爱好者从地面拍摄到的日本HTV补给船接近国际空间站的景象。这位名叫拉尔夫·范登伯格（Ralf Vandenbergh）的天文爱好者使用10英寸（约25厘米）口径的天文望远镜，配合娴熟的技巧拍摄了这一画面。

Q008 我的父亲观察到在北极星不远的地方，发生了像恒星爆炸的现象。在肉眼看来，这一颗恒星爆炸后就完全消失了，这是经常发生的事吗？

米兰达·泰勒（Miranda Taylor）代替布莱恩·温曼（Bryan Winman）发问，汉普郡，黑克菲尔德（Heckfield, Hampshire）

我几乎可以确定，那是一颗径直冲向你并爆炸的流星，它一定是在我们的太阳系内，并且不是一颗恒星。这种情况有时候会发生，我也同意这是非常令人困惑的事情。

另外的唯一可能性是，那是某种人造卫星。有一种被称为铱星8的人造卫星具有高反射率的平坦表面，它们在旋转的时候会反射太阳的光线，光束会射到地球，并投射出好几千米宽的范围。通常情况下，这些卫星看起来都相当暗，但在反射的光线恰好对准你的所在地时，这些卫星可能会在几秒钟内看起来比任何恒星或行星都要亮。因为这些卫星都在绕极轨道上，所以它们会从北极星周围经过，那么这种“铱闪光”（Iridium Flare）现象的确有机会出现在北极星附近。

Q009 有一个绿色圆柱体快速地移动，既不是垂直也不是水平的，它的速度比流星慢，但看起来更大，那是什么呢？

布莱恩·库珀，谢菲尔德（Brian Cooper, Sheffield）

这听起来很像一颗火球，也可能是一颗重回地球大气层的人造卫星。这种事件很少见，但并非闻所未闻，现在每几个月就会有火球的新闻。近地轨道现在越来越热闹了，会有越来越多正在衰减轨道中的卫星最终回到大气层并燃烧殆尽。

大部分卫星在这个过程中都会被摧毁，不过也可能有一些残骸可以回到地表。因为地球大部分的面积都被海洋覆盖，所以这些太空残骸的碎片大部分会掉进海里。如果探测器或卫星有能力控制自己的运行轨道，那么重新进入大气层的轨道设计应尽可能避免残骸撞上地面。

火球的颜色取决于燃烧的残骸的化学成分，例如，绿色可能是由于含有铜的成分。这类事件很罕见，而且通常都很壮观，你应该觉得自己很幸运！

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