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如何在夜空中测量距离

有时,两个天体之间的视距离——我们在天空中实际看到的距离——是用角度来表示的。但对于那些不每天仔细阅读星图的人来说,这些描述可能看起来像是一种外语,所以这里有一个方便的入门教程。

如果我们测量整个地平线的圆圈周围的距离,从北一直到东、南、西,再回到北,这将等于360度。

从地平线到正上方的点(天顶)将等于90度;从一个地平线点穿过天顶并继续穿过到天空的另一侧将测量180度。

你也可以用握紧的拳头作为六分仪来测量月亮、恒星或行星在地平线上的高度。你紧握的拳头,如果握得正确,大约可以测量出10度。所以你可以用你的拳头在水平或垂直方向上对度数做出合理的估计。

星星本身可以作为天空中方便的标尺。例如,著名的猎户座带的倾角为3度,双子座的双星(波卢克斯和卡斯托)的倾角为4度。

本周,狮子座在黄昏时分方便地站在南部地平线的高处。通常被称为镰刀的星星的向后问号图案形成了狮子的头,从上到下14度。

狮子座最亮的两颗恒星,轩辕十四(位于镰刀底部)和德涅布拉(标志着狮子的尾巴尖端)之间的距离为24度。

近距离接触

偶尔,天空中会出现两颗行星,或者一颗恒星和一颗行星异常靠近;它们相距不到一度。

在这种不寻常的情况下,我们会以十分之一度来测量两个物体之间的距离,或者在更极端的情况下以弧分来测量。例如,一度等于60弧分。半度,即月球的平均视大小,等于30弧分。

在北斗七星(如果你在英国读到这篇文章的话,也可以是犁)中,柄部弯曲处的恒星是米扎星,它似乎有一个较暗的伴星,亮度约为奥尔科星的五分之一。

米扎和阿尔科有时被称为“马和骑手”,用肉眼分辨这两颗星的能力经常被认为是对视力的测试,尽管即使是视力很差的人也能看到这两颗星。它们只相隔0.2度或12弧分,今晚你自己看看。事实上,两颗明亮的行星或一颗明亮的星球和明亮的恒星相距不到这个距离,可以形成令人惊叹的视觉奇观。

我做了一些检查,发现在接下来的20年里,两个物体,要么是两颗明亮的行星,要么是一颗明亮的恒星和一颗行星,将出现在不到12弧秒的距离内。我在下表中列出了五个这样的案例。

毫无疑问,历史学家和圣经学者将对2016年8月的金星/木星会合产生特别的兴趣,因为一些人认为,公元前3年8月,这两颗明亮的行星在东方黄昏的天空中以类似的方式接近,可能就是后来三博士向希律王认定的伯利恒之星。

更有趣的是2020年12月21日木星和土星的亲密配对。

木星和土星之间的会合平均每20年发生一次。但2020年的情况将是不寻常的,因为这两颗行星很少看起来如此接近。你有没有想过在同一台高功率望远镜的视野中看到木星及其明亮卫星的随从一起经过土星及其著名的环形系统

你今晚就能做到!事实上,它们上一次如此紧密地间隔是在1623年7月,直到2080年3月,它们才会再次出现如此紧密的距离。标记你的日历!

我们的欺骗月亮

因为它的表观尺寸是半度,有些人可能认为月球可以用来测量偏离角的距离,但事实远非如此。

首先,有一种著名的“月球错觉”,即当我们的天然卫星靠近地平线时,它的尺寸似乎要大得多。事实上,一颗冉冉升起的月亮有时会显得非常巨大,但一两个小时后,它似乎缩小到了一个小得多的尺寸。这种奇怪的效果多年来一直困扰着艺术家和心理学家,从亚里士多德等最早的历史时期起就一直困扰着人们。

似乎没有人确切知道为什么会发生这种情况,尽管最流行的解释是,月亮错觉是一种与庞氏错觉有关的视觉错觉,因为人类的大脑根据物体的背景来判断物体的大小,而前景物体,如树木和房屋,诱使我们的大脑认为月亮比实际情况大得多。

但是,即使月亮出现在高空,它看起来也“太大”了,宽度不到半度。这种错觉不仅局限于真实的天空,甚至在天文馆的“假装宇宙”中也很明显。

当第一批投影仪被设计和制造成在天文馆圆顶上投影月球在真实天空中出现的半度图像时,人们发现它看起来太小了,不太逼真,尽管它实际上相对于背景天空的角度大小是正确的。

为了解决这个问题,工程师们将投影的月球图像的大小增加了一倍,使其看起来更加逼真;为数不多的为了真实而牺牲准确性的地方之一。

同样,真实的月亮在真实的天空中看起来要大得多。有一天晚上,当你能同时看到天空中的北斗七星和月亮时,试试这个心理实验。

首先看一下杜布和梅拉克,这两颗恒星通常被用来指向北极星。现在,看看月亮,然后回到杜布和梅拉克,试着估计这两颗恒星之间可以容纳多少个卫星。

请记住,这两颗恒星相距5度半。正如我们已经注意到的,月球本身看起来有半度宽。

这意味着你应该能够很容易地在这两颗恒星之间挤压不少于11个卫星。这是一个很难接受的事实。也许四颗卫星可以放在恒星之间的空间里;最多五个。


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