今晚,我们能观测到这颗星吗

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1、麻省理工学院地球、大气和行星科学系12.409观测恒星和行星，2002年春季学期第4讲2002年2月11日Copyright©1999S.Slivan编著A.Rivkin&J.Thomas-Osip校对今晚，我们能观测到这颗星吗？这是一个需要做出回答的重要问题，是和观测绝对有关的。只有当下面四个问题的答案都是“肯定”时，才能对这个问题做出肯定的回答。1.天气适合观测吗？2.考虑我们拥有的观测设备的观测能力，这颗星足够亮吗?3.天足够黑吗?4.这颗星在地平线以上足够高吗？这份讲义针对后面3个问题进行讲解：如何使用天文年历，利用其上的信息来判断能否在某个给定的时间在天空中找到某一特定的

2、天体。至于第1个问题，将在另外的课程中讲述......（12.310）--------------------------------------------------------------------目录：1亮度标度……………………………………………………….……………………..……………11.1影响视亮度的因素………………………………………….……………………………………22坐标系……………………………………………………….…………………………..…………32.1地理坐标…………………………………………………………………………………………32.2天球坐标…………………………

3、………………………………………………………………42.3以观测者为基础的坐标系…………………………………………………………………….…53时间尺度……………………………………………………………………………………………53.1太阳时……………………………………………………………………….……………………53.2恒星时………………………………………………………………………….…………………54日月升落表…………………………………………………………………………………………65天文年历中其他有用的内容………………………………………………………………………61亮度标度4“星等”系统是天文学家

4、用来量化天体亮度的数值标度。它所具有的巴罗克式特色可以追溯到4巴洛克特色：约1550到1700年间盛行于欧洲的一种艺术和建筑风格。巴洛克又有标新立异的、不规则的之意。在这里指的是：Hipparchus将恒星分为不同星等时，恒星越亮，星等值越小。这与人们的习惯不同。12000多年以前，希腊学者依巴谷(Hipparchus)将肉眼可见的恒星按亮度分为六等，最亮的为1等星，稍暗一点儿的为2等，依此类推。19世纪，天文学家开始寻求一种数学表达式，期望能与依巴谷最初的六个星等相一致。但是，他们发现被依巴谷归入1等星的恒星中，有一些实际上很亮，以至于不能按照依巴谷自己的分类体系把它们划入1等星

5、；现在，这些最亮的恒星被划分为0等星或-1等星。哎呀！但我们还得继续学习，不是吗？把光源n的亮度记为I，表示单位时间、单位面积所辐射出的能量。亮度分别为I和I的两个n12天体的星等之差定义为：I2Δ=−≡−mmm2.5log(1)2110I1重新整理该式，可以得到天体的亮度与星等的其他表达式：II22−Δ0.4mm−Δ0.4−Δ=0.4mIlog;10=;=⋅I10(2)21II11幸好，这学期的课程不会让我们在公式（1）上浪费太多的时间，下面表中的星等值已经足够了：ΔmI/I天体星等2101.0太阳-26.81≈2.5满月-13.62≈6.3金星（最亮时）-4.42.510木星-

6、23≈16天狼星（大犬座α）-1.44≈40织女星（天琴座α）0.05≈100天王星+6(肉眼极限星等)类星体+13(地面)探测到的最暗弱天体(≈在月球上看地+29球上雪茄烟的光亮)1.1影响视亮度的因素1．消光：光线通过大气层时减弱的现象。在晴朗的夜晚，天顶方向的正常消光为0.2等；地平高度越低，消光越严重。2．望远镜：它帮了我们多少忙呢？它收集到的光线与物镜的面积成正比，如图所示：2在理想情况下（天气晴朗、空气清洁以及良好的光学条件，等等）我们用LX200可以看到最暗为多少等的星呢？IA2telescope=(3)IA1eye3．反平方定律：视亮度随距离的减弱是成平方反比的。火

7、星亮度的变化主要是由于它绕太阳公转时与地球的距离发生变化。这也是金星亮度变化的原因。（随着金星位相的变化，我们看到的金星被太阳照亮的盘面也相应有盈亏变化。）下面就是星等随距离的变化关系------如果与观测者距离为R的天体星等为M，那么在距离r处，该天体的星等m满足下面的关系：mMm−=ΔIr()=−2.5logIR()22⎛⎞IRRr()⋅/=−2.5log⎜⎟(4)⎝⎠IR()2⎛⎞R=−2.5log⎜⎟2⎝⎠rR=−5logr该公式最后的形式叫距离模数。2坐标系