“星點點,月團團。倒流河漢入杯盤。”我們是從什么時候開始抬頭,開始仰望浩瀚的星空的?古時燭光暗淡,開扉抬眼即是燦爛銀河,人們觀測星辰以指導農業生產,調和律令;而今雖電燈普及,科技發展,但是觀星的浪漫與智慧,仍值得今人細細探索。
我們不妨從星群中最容易識別的北斗七星開始,“第一天樞,第二天璇,第三天機,第四天權,第五玉衡,第六開陽,第七搖光”,這樣的排序是從北斗七星的勺口開始,勺柄末端為搖光,亦名破軍星。北斗七星的指向隨著季節而改變,從我們所處的北半球觀測,它繞著北極旋轉,春天時勺口朝下,秋日相反。借助對北斗七星的定位,我們可以輕易地找到北方,同時也可以以此為參照定位其他星體。倘若夜空晴朗,在保證安全的情況下,不如試著看看北斗,借著星光找尋回家的路。
看看這張圖,你能在其中找到搖光星嗎?
有了最基本的定位,讓我們再來看看如何正確地觀測星體。首先從一些基本的天文常識入手,我們采用星等來衡量天體光亮度,星等值越大,視亮度越低,那么什么是光亮度呢?光度(Luminosity)是指天體在單位時間內輻射的總能量,是恒星的固有量,而亮度(brightness)是指在地球上單位時間單位面積接收到的天體的輻射量,簡單來說,可以理解為光度是“發射”出來的,亮度是我們“接收”到的。視亮度的大小取決于天體的光度,與太陽的距離和星際物質對輻射的吸收和散射,通常而言,在晴朗的夜空下,人的肉眼能觀測到的極限為六等星。
星等相差5等的天體亮度相差100倍,即星等每相差1等,亮度相差約2.512倍,具體公式為:
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其中m1和m2為恒星的星等,F代表亮度。根據測量波段可以將視星等分為目視星等,照相星等和光電星等。而在全波段測量得到的星等稱為熱星等,它是對所有波段積分得到的總和。
我們平時用肉眼看見的星星大多呈現光亮的白色,然而許多恒星的顏色并非如此。恒星的顏色映了恒星的表面溫度高低,溫度越高(低),顏色越藍(紅)。這是為何呢?因為天體的顏色和輻射譜的形態依賴于表面溫度的高低,在這里我們引入色指數的概念,色指數(color index)指同一天體在不同波段的星等之差,而由于星等與亮度有對數關系,同時也反映了亮度之比。色指數的大小反映了天體的溫度,溫度越高,色指數絕對值越小。正如下面這幅描述“鵲橋相會”畫作,由于織女星溫度較低,北極部分呈淡粉紅色,赤道部分呈藍白色,所以呈現出夢幻的場景,何嘗不是科學與藝術的結合?
現在我們有了理論基礎,那么,如何實踐觀測呢?
專家們通過實驗證明:人肉眼受刺激的反應是光強的對數,也就是說,眼睛感受的變化不如光線變化劇烈,這實際上也保護我們在面對劇烈光線變化時不至于失明。
讓我們選一個晴朗的夜晚,找到一個遠離光污染的地方,為了使觀測狀態達到最佳,我們需要先閉上眼睛。為什么要這樣做呢?因為視桿細胞是夜視時最重要的感光細胞,為了在夜視時使視桿細胞和視錐細胞達到最佳狀態,需要在黑暗中適應至少45分鐘,但是實際上我們只需閉眼或在微光環境中呆10分鐘以上,然后就可以睜開眼睛仰望星空了。
“我們與那些遙遠星系息息相關,無論它們是如何與我們天各一方,那些經過數十億年旅行到達地球的光線,終究會把我們聯系在一起。”讓我們仰望星空吧,它是那樣遙遠而深邃,那無窮的真理,值得我們苦苦求索追隨。也許今晚天氣正好,我們一起去看星星吧!
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