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不要迷失在温柔的良夜 | 望远镜与星图的星桥法实践

腾讯太空  · 公众号  · 探索  · 2018-05-18 20:12

正文

在扛着望远镜走入黑夜之前,你应该对星座有足够的了解。一张全天星座星图可以帮助你入门。如果把全天星图想象成一幅世界地图,星座就是各个国家。


Sky Atlas2000.0星图的局部细节,双子座中裸眼可见的恒星被连接起来组成人们熟悉的图形。

Copyright 2012 Sky Publishing

但是,当你在世界地图上找到了英国,却依然无法带你找到某条特定街道上的地址。在一幅尺度宽广的星座星图之外,望远镜使用者还需要更加详细的、放大的星图,以便确定感兴趣的特定点的位置。


配合望远镜使用星图

Wil Tirion和Roger W. Sinnott制作的Sky Atlas 2000.0星图是为真诚的望远镜使用者量身定制的一种标准星图。它以26幅大图涵盖了总数为81000颗的恒星(最暗为8.5等)和2700个其他天体。较小的袖珍星图中的最暗恒星为7.6等,是一种完美的低成本入门版,对双筒望远镜或口径80毫米以下的天文望远镜来说足矣。


放大的星图乍一看非常眼晕。可以暂且先退后一步,眯起眼睛,只看较亮的恒星。这样就能与裸眼可见星图一样,看出熟悉的星座图形了。


方向和距离

在你的目镜中能看到星图中多大一部分呢?这种手持小工具能让你一目了然。大圈显示普通寻星镜的5°视野。小圈则显示50倍目镜的1°视野。

Copyright 2017 Sky Publishing

试想,比如说你已经在简要版星图中认识了双子座,在那里,恒星被连接起来组成两个手拉手的人形。双子座的这些恒星同样出现在Sky Atlas2000.0的图5中,但比例尺要大得多,如上图所示,它们几乎湮没在了丰富的细节当中。为了仍能看出熟悉的裸眼可见图形,有的人会用铅笔画出星座连线图,就像我们在图一中所做的。


星图中的方向需要一点儿时间来习惯。在这里是上北下南左东右西,而不是像地图那样左西右东。原因很简单:你是在俯视大地而仰望星空。(如果你能从地图的背面看穿过去,就像处在透明地球的中心,那么同样会是上北下南左东右西。)


在星图上找对东西方向的一个窍门是牢记“赤经向东渐增”。如果星图顶端或低端印有赤经的时数,会有助于找对方向。


下一步是了解星图的比例尺。在把所见与星图对比之前,必须知道在寻星镜和目镜中看到的是纸面上多大的范围!大致说来,典型的寻星镜显示5°宽的视野,典型的50×望远镜目镜则显示1°宽。要知道这些尺寸在星图上有多大,可以与星图左右边缘的赤纬标记作对比。


知道寻星镜和最低倍率目镜的视野非常重要,值得付出努力。为了确定寻星镜的视野尺寸,可以在夜晚找两颗恰好能嵌入视野边缘的恒星(试试在北斗或仙后座里找两颗)。然后用图边缘的度数标尺看看这两颗恒星在星图上距离多少度。


现在用同样方法了解望远镜最低倍率目镜的视野直径。在星图上找一对适合测量视野的恒星可能不容易。还有别的办法。瞄准赤道天区的任何一颗恒星,比如猎户座的腰带或双鱼座的星环、南河三、角宿一、河鼓二,将此恒星置于视野中央。然后关闭望远镜的电跟(如果有),测定恒星从视野中央移动到边缘的用时。用此时间(秒)除以120,就是视野直径的度数。


然后,利用星图边缘的标尺,像上图那样用金属丝制作与视野尺寸相当的小环,或者在透明塑料板上画圆圈。用这些圈儿在星图上划过,你就能准确地看到巡天时经过视野的恒星图景了。


初学者总是会为视野如此之小而惊讶。把这些小工具跟星图放一起,观测随时会需要它们。


现在我们准备好进行首次深空探索了。


一次星桥法的实践



一次观测活动应该从室内计划开始。我们还是用双子座来进行演练。如果你认识星座,就能在天空中发现它的两颗亮星——北河二和北河三。它们将是我们使用星图配合望远镜的出发点。


在Sky Atlas2000.0星图第5幅中,北河三南边几厘米处是行星状星云NGC2392爱斯基摩星云,就是上一幅图中1°的小环所圈住的。它用带十字星的一个小绿圈表示。这使它很容易被发现。我们在《伯纳姆天体手册》(Burnham's Celestial Handbook )中查到它,得知它是一个8等的小圆发光体。这个亮度足以用多数望远镜看到。我们到现在都很顺利。


下一步是计划如何用星桥法到达那里。这意味着依循一条恒星图形的轨迹,从你认识的一个地点(比如北河三)到达不认识的地点(比如这个星云的位置)。秘诀是不要在半途迷路。

如上图,用相当于寻星镜视野的金属丝环把北河三对中。环内有很多更暗的恒星,正如用寻星镜观看这片天空时所见一样。最接近北河三的亮星是双子座75号或σ星,位于北河三北方(视野外的北河二的方向)。视野的西南边缘附近是69号或υ星。它与北河三和75号星组成一个细长的直角三角形;北河三位于直角顶点。这个三角形可以用来确认69号星的位置,而附近没有其他合适的标志!

Geminorum...

从北河三(Pollux)向西南调整寻星镜视野,将双子座69号星(υ)对中。


现在移动金属丝环将69号星对中,如上图;这相当于移动望远镜。北河三移到了寻星镜视野的东侧边缘,两对新的恒星(双子座64、65号星和59、60号星)出现在相对侧的边缘,在中央正西偏北一点。这四颗星组成一个独特的细长图形。


...Shift west to center on 60...

…向西调整,将60号星对中…


如上图,移动金属丝环将双子座60号星对中。较暗的59号星就在它西南方,这可以帮你确认找对了地方。


57号星现在就在寻星镜视野的南部边缘。向南移动,将57号星对中;明亮的双子座δ星(Wasat,天樽二)现在恰在南部边缘之外。再向南移动同样距离;δ星马上就出现了,而且在57号星从北部离开后,它正好可以被对中。


…然后向南移动略多于半个视野,找到57号星…


能看到δ星与它南边和东边的56、63号星是如何构成一个等边三角形吗?(见下图。)现在能认出63号星(它两侧各有一颗较暗的星作为左右护法),我们离战利品——NGC2392只有不到1°了。


…再向南略多于半个视野,找到较亮的δ星,也叫Wasat。


注意63和61号星与绿色的小星云标志构成的扁平三角形。即使在寻星镜中可能看不到星云,这个三角的形状也可以让你锁定正确的位置。


如果你在夜晚的户外做了这些努力,移动望远镜跟上了星图上的每一步,现在应该可以在主目镜中看到NGC2392了:一个微小、朦胧、诡异的圆形光斑,与点状的恒星大不相同,颜色是灰绿的,在正中央有一颗非常微弱的恒星,这就是对整个相当复杂的追寻过程的奖赏。


爱斯基摩星云(NGC2392)


对只打算从北河三“朝大概那个方向扫过正确的距离”就找到爱斯基摩星云的初学者来说,星桥法可能显得太过麻烦。但是多数深空目标都比你使用的任何星图中最暗的恒星还暗很多倍,凭运气,你那狭小的望远镜视野可能恰好扫过了它们却无法察觉。唯一能够成功的方法是随时确切地知道自己在哪里。如果怀疑自己迷路了,就退回去重新来过。一定要有耐心。熟能生巧,多练习就可以提高技能。



从星图到天空:了解你的方向

从星图到天空的过程中,最难解决的是在目镜中保持正确的方向。


要牢记,在天空中北天极不是正上方而是北极星方向,无论在目镜中这一方向可能会有多么荒唐。在目镜视野中找到北其实很简单:将望远镜大致朝向北极星。新恒星进入视野的那一侧边缘就是北。相应地旋转星图,星图上的北就同样得到了修正。


这一用望远镜“找北”的窍门很快就会习惯成自然,以至于你几乎忘记了正在做这件事。


如果你的望远镜配有对好极轴的赤道仪,那么在沿南北或东西方向扫视时,旋转寻星镜的目镜,使十字丝的方向与扫视方向相符。现在无论望远镜朝向哪里,十字丝就能一直标示出视野的四个基本方向了。


好吧,你已经在目镜中找到北了。东和西可能有点儿复杂,取决于你的望远镜。


如果看到的是正像,东方在北方的逆时针90°方向,这与星图一致。有偶数反射镜片的光学系统能成正像。比如有两个镜片的牛顿反射镜,或没有镜片的直通式折射镜。


但在镜像中,东方在北方的顺时针90°方向,光线经过奇数次反射的光学系统就是如此。常见的情况是折射望远镜的天顶镜(目镜上的直角附件)或卡塞格林式望远镜。








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