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"title": "封面"
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封面 WISE号空间探测器近期发现蛇夫座星正以24千米／秒的高速穿行于宇宙星际物质之中，它吹出的强烈星风压缩并加热了周围的星际物质，形成了图中的弓形激波。 86~93庞之浩士元 94~95全国天文奥赛组委会供稿 43、62~封三
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"title": "编委"
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下毓麟 曹 军 陈 丹 陈栋华陈培垫 崔石竹 崔振华 方成何香涛 姜晓军 焦维新 景海荣寇文 李元 李竞 李冰梁涂章 林清 刘次沅 孟红宇欧阳天晶 钱汝虎 苏定强 苏宜温学诗 吴铭蟾 王广祝 王玉民谢懿 严家荣 赵 刚 朱宗宏 主编 朱进社长 齐锐常务副主编 陈冬妮法律顾问 苏洪玉 编辑部 齐锐李良李鉴陈冬妮张恩红摄影 刘合群信箱 amateur@ bjp.orgcn 读者服务部 于杰鸿李国良电话 010-51583320 13717671688信箱 club @bjp.org.cn
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"title": "广告索引"
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封二：杭州天文科技有限公司第一页：广州博冠光电技术有限公司第三页：北京天极星光学仪器有限公司封底：昆明晶华光学有限公司 主管 中国科协主办 中国天文学会 北京天文馆编辑出版 天文爱好者杂志社社址 北京西城区西直门外大街138号邮编 100044网址 http://www.amateurastronomer.cn 国内统一连续出版物号 CN11-1390 / P广告经营许可证 京西工商广字0408号 由《天文爱好者》杂志主编的每年一本的《天文普及年历》是很多爱好者必不可少的工具书，多年以来都采用黑白单色印刷，内容多以表格加线条示意图的形式，可读性一般，在全彩色印刷的时代中显得有些落伍。读者需要更图文并茂的天文工具书。 全新改版《天文普及年历》一《2011天象大观》,作为《天文爱好者》杂志2010年的增刊于2010年底出版。主要内容依旧涵盖了：日出日没时刻、晨昏蒙影时刻，以及每月的天象、行星的动态，还有明亮小行星、彗星及流星雨的星历表。除此之外还以精美图配说明的方式回顾了2010年中的重大天象。 《2011天象大观》定价38元，挂号邮购价每本42元。欢迎爱好者邮购。
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"title": "2011年4月重要天象预告"
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口李昕 进入四月，除土星以外，其他几颗经典行星的观测条件都不太好。传统的春季观测目标，天琴座流星雨将在四月下旬迎来极大，但观测会受到月光的干扰。此外，春季星空的主要星座和著名深空天体也进入了不错的观测时段，包括狮子座、室女座、大熊座中的主要亮星，以及分布于其中的许多河外星系。无论你是目视或是照相观测，月初的几个无月夜都将是最佳选择。
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"title": "4月4日土星冲日"
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四月天空的主角，无疑是有美丽光环相伴的土星。4月4日，土星冲日，在地球上看来，它与太阳的黄经正好相差$1 \, 8 0 ^ { \circ }$。也就是说，当太阳落下时，土星正好从相反的方向升起，而直到太阳升起时，它才会落下。在土星冲日前后的较长一段时间里，我们几乎整夜都可以观测到它。 虽说土星是天文爱好者们最钟爱的观测目标，但当你第一次在望远镜中看到它时，可能难免会有些失望。论体积，土星可以在经典行星中排到第二，半径约为六万千米，但它与地球的距离最近时也有11亿千米左右，因此在望远镜中，土星的视面积会比较小。以本次冲日期间为例，土星的视直径只有$1 9 ^ { \prime \prime }$，算上光环最长端也不过$4 4 ^ { \prime \prime }$。再加上地球大气瑞流的干扰，我们很难直接目视观测到土星表面的细节。如今,各种媒体中壮观的土星照片随处可见，但那些多数都是空间探测器在距离它很近的 位置上拍摄的。 其实，土星冲日并不是什么壮观天象，这一天的土星也不会与平时有太大区别。由于距离我们很遥远，土星在平时的最小视直径也在$1 6 ^ { \prime \prime }$左右。只不过冲日期间的可观测时间较长而已。我们知道天体的地平高度越高，观测时受到大气的干扰就相对越小。冲日时的土星升到地平高度最高是在地方时的午夜零时，而两三个月后天黑不久它的地平高度就很高了，我们也不需要熬得太晚，观测时机甚至更好。 土星观测条件的好环，起决定因素的还是它的地平高度。而所有行星的最大地平高度又都是由其所在黄道上的位置以及观测地的地理纬度决定。对于我们北半球中纬度地区来说，土星以29年左右为周期在黄道附近由西向东运动。当十年前土星位于金牛座、双子座天区附近时，上中天时的地平高度就会较高。而现在土星正向天蝎座、人马座天区方向运行，观测条件将越来越差了，相反南半球的观测条件正逐渐转好。 土星的光环是它最绚丽的配饰，实际上那是分布在土星赤道面的冰块和碎石。与地球相似，土星自转的赤道面和公转面也有一个夹角。因此随着它绕太阳运动，在一个公转周期内会有两次土星光环面平行于我们视线方向的时刻，这时我们就几乎看不到土星的光环了。要知道400多年前，伽利略刚观测到土星光环之后不久，它就像现在一样“消失”了。当时伽利略并不了解其 中的原因，也曾为之异常困惑。2008年底和2009年初，土星的光环曾两次“消失”，而现在它的自转轨道面与地球的公转轨道面的夹角正逐渐增大，我们观测土星光环的条件也越来越好了。 本次土星冲日时它正位于室女座天区，亮度约为0.3等。星空背景上正是著名的室女星系团，如果用相机对着土星长时间曝光，你就能发现它“周围”分布着许多遥远的星系了。此外，土星的第六颗卫星泰坦（Titan）目视星等8.3等，我们也能比较容易地从望远镜中观 2011年4月4日凌晨0时土星光环形态和主要卫星位置示意图 根据国际流星组织的预报，2011年天琴座流星雨的极大很可能出现在北京时间4月22日23时30分至23日10时30分。其中峰值流量预计发生在23日7时左右，ZHR值很难超过18。虽然这个时间我国大部分地区都已经天亮，但天琴座流星雨极大持续时间较长，22日晚至23日凌晨都是观测的较佳时机。天琴座流星雨的辐射点位于与天琴座相邻的武仙座天区内。22日晚8时左右就已经升起，天亮前地平高度最高，对于北纬$3 5 ^ { \circ }$左右地区来说，辐射点接近天顶，此时的观测流量最接近理论的 ZHR值。 2011年多数大流量的流星雨都会受到月光的较大干扰，天琴座流星雨也不“给力”。农历廿一的盈凸月会在午夜升起，最佳观测时段将在它的影响下大打折扣。天琴座流星雨的流星体速度为49千米/ 测到它。 室女星系团，笔者摄于北京
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"title": "4月23日天琴座流星雨极大"
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与传统的三大流星雨相比，天琴座流星雨的流量不算大，但与更多的不太活跃的流星群相比，它的流量也不算小了。有的媒体也将它和象限仪流星雨、英仙座流星雨以及双子座流星雨并称为“四大 秒，颜色发白，活跃期间正值北半球偶发流星较少的季节，区分群内群外流星相对简单，适合初级的天文爱好者进行目视观测。但还是要提醒大家，春季虽然白天气温较高，但夜晚还是很冷，外出观测需要准备冬装以保暖。A （责任编辑张恩红） 天琴座流星雨的活跃期是每年 4月16日至25日。我国古代关于流星雨的记录，大约有180次之多，其中天琴座流星雨记录大约有9次，最早的记录是在《春秋》中：“鲁庄公七年夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨。”鲁庄公七年是公元前687年，这也是世界上天琴座流星雨的最早记录。至于哪颗恒星突然不见了，我们可能无从考证，但从“星陨如雨”中，可见天琴座流星雨的流量是非常大的。 根据观测资料数据分析，为我们带来天琴座流星雨的是C/1861G1 Thatcher彗星。历史上，该流星雨曾经辉煌过。1803年，美国东部曾有人观测到天琴座流星雨极大流量达每小时700颗。但近些年它已经逐渐趋于“稳定”，很少有大流量的爆发出现。 天琴座流星雨极大期间辐射点位置示意图
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amateur_astronomer_6e37c_440
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"title": "2011年4月日、月及行星动态"
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太阳月初，太阳的视赤经、视赤纬为00时40分09.485秒、$+ 0 4 ^ { \circ }$ $1 9 ^ { \prime }$ $1 9 . 3 6 2 ^ { \prime \prime }$；月末，太阳的视赤经、视赤纬为02时27分42.419秒$\scriptscriptstyle { + 1 4 ^ { \circ } } \; \; 3 5 ^ { \prime } \; \; 5 5 . 6 3 3 ^ { \prime \prime }$。本月太阳由双鱼座运行到白羊座。 5日11时12分清明，太阳的黄经为$1 5 ^ { \circ }$。20日18时17分谷雨，太阳的黄经为$3 0 ^ { \circ }$ . 月亮月亮过远地点、近地点和远日点的时间分别为4月2日17时、4月17日14时和4月30日2时。月相为朔、上弦、望和下弦的时间分别为3日22时32分、11日20时05分、18日10时44分和25日10时47分。 水星4月10日水星下合日。10日之前，水星为昏星，并不断接近太阳。10日之后，水星变为晨星,与太阳的距离也逐日拉大，日出前出现在东北低空并于4月下旬转入东南方低空。随着水星与太阳的角距离逐渐增大，水星升起的时间也逐日提前，日出时的地平高度也逐日增大。由于水星4月份离太阳较近，因而观测条件不好。19日16时水星合火星，水星位于火星之北$0 . 8 ^ { \circ }$。 金星晨星。4月份，金星由宝瓶座入双鱼座，日出前位于东南方天空，日出时金星的地平高度至月末由$1 4 ^ { \circ }$逐渐降低至约$1 2 ^ { \circ }$，亮度 约$- 3 . 9$等，地平高度不大，不易观测。23日3时金星合天王星，金星位于天王星之南$0 . 9 ^ { \circ }$。 火星4月份，火星在双鱼座顺行。日出前不久从东方升起，日出时位于东南方低空并于4月下旬转入东北方低空，亮度约$+ 1 . 2$等,地平高度低于$1 0 ^ { \circ }$，难以观测。4日2时火星合天王星，火星位于天王星之南$0 . 2 ^ { \circ }$。 木星4月份，木星在双鱼座顺行，距太阳较近，难以观测。6日23时木星合日，完全被太阳的光辉所淹没。 土星4月份，土星在室女座逆行，几乎整夜可见，是今年观测土星的最佳时期。4日8时土星冲日，日落后即从东南方地平线升起，亮度约$+ 0 . 4$等，全夜可见。17日16时土星合月，土星位于月亮之北$8 ^ { \circ }$。A (责任编辑张恩红） 2011年4月15日行星位置示意图 2011年4月日出时金星的地平高度及方位（北京纬度)示意图 2011年4月日落时水星的地平高度及方位(北京纬度)示意图 2011年4月行星轨道示意图之 2011年4月行星轨道示意图之二
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"title": "2011年4月行星出没图（北纬40°）"
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口曹军 上图显示每日日落到次日日出之间的五颗行星出没状态,及观测条件。包括晨昏蒙影时刻，水星与金星的出没时刻，火星、木星与土星的出没及中天时刻，以及月亮出没状态。横坐标为地方平时，纵坐标为日期。 图中外侧的两条纵向条带表示天文晨昏蒙影，中间交替的横向条带表示夜间有无月光。图中曲线的位置表示五颗行星升起、落下及上中天（火星、木星、土星)的地方平时。 当水星、金星的曲线出现在图左侧时，表示它们在日落后落下，为昏星；当曲线在图右侧出现时，表示它们在日出前升起，为晨星。 在火星,木星和土星冲日的前后,代表它们中天时刻的实线与图中0时的纵轴相交。全图见$\left\langle 2 0 1 1 \right.$天象大观》增刊。A
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"title": "2011年4月行星位相图"
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适宜观测地区：北纬40°附近 质 * 0 物 田对应观测时刻：清明前后21点谷雨前后20点 0综星 1等星 2等星 3等星 4等星 5等星 星系 星云疏敬星团球状星团 4月南天星图 适宜观测地区：北纬40°附近 0 物 工 田对应观测时刻：清明前后21点谷雨前后20点 0等星 1等星 2等星 3等星 4等星 5等星 星系 星云疏散星团球状星团
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"title": "点慧台"
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生的剧烈撞击溅出的大量碎屑物质又重新落回了彗核表面。 “星尘”号探测器于1999年发射，2004年到达81P/Wild2彗星，采集到大量星际和彗星尘埃。之后星尘”号探测器返回地球，通过降落伞投下它的返回舱，然后又回到太空，飞向9P/Tempel1彗星。
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amateur_astronomer_6e37c_444
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"title": "近期关注"
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近期没有特别值得关注的彗星，能观测到的彗星亮度都在10等以下。 103P/Hartley2于2011年2月5日观测到的亮度为11等，虽然比预报值高出1等多。但对业余爱好者来说，观测起来有一定的困难。2011年3月里彗星从麒麟座运行到小犬座，预报亮度在14等以下。 9P/Tempel1彗星于2011年1月12日过近日点，运行周期约5.5年。此次回归，这颗彗星的观测条件很差，大部分时间出现在太阳附近，最大亮度不超过12等，由于“星尘”号探测器在2月14日前后对它近距离的观测，引起了广泛关注。此时彗星已过近日点一月有余，距离太阳2.32亿公里，距离地球3.36亿公里。
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"title": "2011年3月过近日点的彗星"
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243P/2010 P5NEAT、238P/2010N2 Read、C/1884 A1 RosS。/A (责任编辑齐锐) 边是“深度撞击”拍摄，右边是“星尘”号拍摄
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amateur_astronomer_6e37c_446
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"title": "最新发现"
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2011年1月下旬至2月上旬里发现并命名了3颗彗星，其实1月下旬没有发现新彗星。 2011年2月10日澳大利亚Siding Spring 巡天项目的 R.H. McNaught 发现一颗新彗星，彗星亮度较高，发现时亮度为14.5等，这个发现得到众多观测者的证实，编号为C/2011 C1(McNaught)。最初粗略的轨道显示这颗彗星将于2011年4月17日过近日点，近日距0.9天文单位。彗星亮度有可能大达到12等。这是Siding Spring巡天项目发现的第74颗彗星，也是McNaught的第58颗。 2月12日，美国月球和行星实验室的A.R.Gibbs在进行Mt．Lemmon 巡天项目观测时发现一颗新彗星，发现时亮度为19.5等，1月30日Mt.Lemmon巡天项目曾拍摄到它，当时没能及时发现。这是一颗周期彗星，得到编号为P/2011C2 (Gibbs)，初步的轨道显示这颗彗星将于2012年1月16日过近日点，近日距达到5.4天文单位，运行周期约20年。这是Mt.Lemmon巡天项目发现的第34颗彗星,也是Gibbs发现的第18颗。 同样在2月12日,Gibbs还发现了另 9P/Tempel1彗星 拍摄 外一颗新彗星，这颗彗星的编号为C/2011 C3(Gibbs),2011年4月8日过近日点，近日距1.5天文单位。 P/2010 V3(LINEAR)由于观测到两次回归，得到周期彗星的永久编号247P/LIN-EAR。 P/2010 W1(Gibbs)由于观测到两次回归，得到周期彗星的永久编号248P/ Gibbso 美国时间2011年2月14日，美国宇航局发射的“星尘”号探测器接近了9P/Tempel 1 彗星,并拍摄到它的近距离图像，最近时距离彗核仅约180公里，飞掠时时速达到3.86万公里。“星尘"号探测器共获得了122张图像，其中包括72张高分辨率照片。 2005年，美国宇航局执行“深度撞击”计划，一艘太空飞船释放出一个重372公斤的撞击器，撞向9P/Tempel1的彗核，导致碎片四溅，当时引起全世界的关注。这次“星尘”号探测器在时隔近六年之后，再次接近这颗彗星，仔细勘察这六年来它经历的变化。随着探测器从3.4亿公里外把拍摄的图像回传地球，人们看到了六年前那场人为撞击留下的印记。先前预期那次撞击将留下一个碗状的大坑，但根据此次观测，实际上形成的是一个浅浅的陨石坑，直径大约有150米,坑的中心有个小隆起，中间充满了填充物。这说明当时发 虽然还有些地区正饱受寒风的侵袭，但不可否认，春的脚步一天天临近了，气温逐渐回升，那些“猫冬”的同好们想必早已经跃跃欲试，准备拂去设备上的灰尘、开始观测了吧！本月给大家带来的是四月份适宜观测的双星。 【说明$\mathbb { D }$本文所给出的双星赤经、赤纬皆为J2000.0值$\circledcirc$笔者在实际观测中发现，除较亮的或颜色对比较强的双星组合外，双星的颜色并不十分容易分辨，并且每个人对颜色的敏感程度与区分能力是有差异的，本文所给出的双星颜色,除通过观测分辨外,还参考了一些资料,故下文列表中双星颜色仅供参考。 19 Lyn Z1369：主星与伴星都为白色。 S565：主星较亮，伴星较暗，两颗星都为橙黄色。
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amateur_astronomer_6e37c_447
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"title": "天猫座(Lyn)"
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5Lyn：主星较亮为橙色，伴星与主星角距较大。 12Lyn：一对白色的双星，主星亮度较亮，还有一颗亮度6.0等、角距$1 . 9 " .$方位角$7 4 ^ { \circ }$的伴星。 $\sum 9 5 8$：亮度相当的一对物理双星，距地球约153光年，主星为白色，伴星为黄色。 $\Sigma _ { \mathrm { ~ 1 ~ } 0 0 9 }$：主星与伴星亮度相当，都为白色。 20Lyn：主星与伴星亮度相当，亮度稍暗，都为白色。 19Lyn：都呈白色的聚星组合，伴星D与主星间角距非常大。
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amateur_astronomer_6e37c_448
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"title": "巨蟹座(Cnc)"
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$\zeta$ Cnc很亮的一对双星，主星与伴星都为黄色，主星是由一对亮度分别为5.3等和6.3等、角距0.9"、方位角$6 1 0$的双星组成，有条件的同好可以尝试观测。 Cnc 24Cnc主星为白色，伴星为黄色，是一对物理双星，距地球约248光年。 $\phi \, \ell$ Cnc:亮度相当且较亮的一对物理双星，主星与伴星都为白色，距地球约277光年。 $\Sigma 1 2 4 5$：主星较亮，伴星亮度适中，主星与伴星都为黄色。 39-40Cnc:亮度几乎相等且较亮的一对双星，角距非常大，位于M44（鬼星团） 
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amateur_astronomer_6e37c_449
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"title": "巨蟹座内较适宜观测的双星"
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之内，主星为橙色，伴星为白色。 Cnc:非常亮的一对双星,角距较大，很容易分辨，主星为黄色，伴星白色。 α4Cnc:主星较亮,伴星较暗,且角距较小，有一定观测难度，是一对距地球约510光年的物理双星。 Z1311：亮度非常接近的一对物理双星，颜色也很接近，都为橙黄色，距地球约192光年。  天猫座内较适宜观测的双星
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amateur_astronomer_6e37c_450
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"title": "长蛇座(Hya)"
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【说明】长蛇座跨度很大，本文仅选取赤纬在$- 2 0 : 0 0 : 0 0$以上适宜观测的双星。 HJ99：角距很大的一对双星，伴星较暗，主星与伴星都为白色。 S579：主星非常亮呈黄色，伴星较暗呈白色，两星间角距很大。 $\sum 1 2 7 0$：都为黄色的一对物理双星，距地球约284光年。 27Hya：主星非常亮，与伴星间角距也非常大，主星为橙色，伴星为黄色。 1Hya：主星非常亮，与伴星间角距较大，主星与伴星都为橙黄色。 ↑1 Hya BU1072：主星较亮，伴星亮度适宜，主星与伴星都为白色。 $\Sigma \, 1 4 7 4$：一个聚星组合，彼此间亮度差距不大。 
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amateur_astronomer_6e37c_452
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"title": "六分仪座(Sex)"
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9Sex：主星为红色，伴星较暗呈蓝色。 HJ2530：亮度接近且较亮的一对双星，角距非常大，主星与伴星都为白色。
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amateur_astronomer_6e37c_453
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{
"title": "狮子座(Leo)"
}
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35Sex：亮度与角距都非常适宜的 $\upgamma$ Leo：一对非常亮的物理双星，距  六分仪座内较适宜观测的双星 
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amateur_astronomer_6e37c_454
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{
"title": "小狮座内较适宜观测的双星"
}
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 35 Sex 一对双星，颜色也很漂亮。
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amateur_astronomer_6e37c_455
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"title": "小狮座(LMi)"
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0 $\Sigma \Sigma \supset \lnot \supset \lnot \supset \lnot \qquad \emptyset 4$： 主星与伴星亮度几乎相 YLeo 地球约126光年，主星为橙色，伴星为黄色。 αLeo:轩十四，主星伴星亮度差巨大，彼此间角距也非常大，不是很难观测。 S617:主星较亮，为白色，伴星较暗淡，角距比较大，不难观测。 54Leo:物理双星，距地球约289光年，主星与伴星都较亮，且都为白色。 Leo:主星非常亮，伴星则较暗，都为白色，彼此间角距也非常大，不难观测。 83Leo：主星与伴星都为橙色的一对双星，亮度适宜。 $\uptau$ Leo:主星较亮，颜色很明显，都为橙黄色。 88Leo：主星较亮，伴星很暗，是一对物理双星，距地球约75光年。 93Leo：主星较亮呈黄色，伴星很暗，彼此间角距较大。$J _ { i } \}$ 等，都为红色，彼此间角距非常大。 42LMi：主星很亮为白色，伴星为橙色，彼此间角距非常大。 狮子座内较适宜观测的双星 2011年四月仅有两次适合观测的月掩星和三次小行星掩星，全国大多数地区都可见这两次月掩星，三次小行星掩星中被掩星最亮的是8.6等，掩食时间最长的仅为2.1秒。虽然还有几次小行星掩星，但由于掩食持续时间极短而不适合观测。
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"title": "月掩星预报"
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4月8日月掩金牛座T星 时间，列出主要几个城市所见月掩星情况，其他地区可参考距离表中最近的城市，只是在时间上会相差几分钟到十几分钟。 4月22日月掩蛇夫座44号星 这天清晨，全国除东北等少数地区外的其他地区可见一次不同程度的月掩蛇夫座44号星的现象，81号星视星等为4.2等，大多数地区只可见掩星的开始阶 倍左右的中等倍率,过高的倍率虽然可以降低月球亮边缘的表面亮度，但同时会因为被掩星接近亮边缘时出现的衍射效应而降低被掩星的亮度，不容易看到被掩星，这样反而不如使用低倍率看得清楚，在低倍率时调整被掩星在望远镜视场中的不同位置，也可以起到增加反差的作用，从而更容易地看到被掩星。表中时间为北京时间，列出主要几个城市所见月掩星情况，其他地区可参考距离表中最近的城市，只是在时间上会相差几分钟到十几分钟。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_457
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{
"title": "小行星掩星预报"
}
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这三次小行星掩星现象中，被掩星最亮的是8.6等，掩食持续时间最长的也仅有2.1秒。寻星图中间圆圈里的星是被掩星，数字为恒星的视亮度，例如79为7.9等，63为6.3等，依此类推。掩食带示意图中的蓝色线是掩食带界限线，红色线是$1 ~ \upsigma$（即有$6 8 \%$信心小行星掩星现象会在这个区域范围以内某些地方出现)掩食带误差界限线。掩食带上的时间是当地可见的大致掩星时间(均为北京时间)。由于小行星的轨道不是很精确，所以掩食带位置的预报可能有误差，非常需要大家的观测数据来掌握小行星的大小、形状，同时提高小行星轨道的计算精度。无论你是否观测到掩星现象的发生，你的观测结果都是非常有意义的。  这天晚上，我国全国大部分地区可见一次不同程度的月掩金牛座$\uptau$星的现象，$\uptau$星视星等为4.3等，这次月掩星的掩食带南界限线经过广东、广西、贵州西南部、云南东北部、四川南部、西藏等地区，其中香港、鹤山、肇庆、梧州、柳州、得荣、那曲一带附近可见掠掩。掩星当天为农历初六，光照面为$2 0 \%$，掩星现象为DD：暗面消失，BR：亮面出现。表中时间为北京 段，只有云南、甘肃、新疆、青海、西藏等地可见全过程。掩星当天为农历二十，光照面为$8 2 \%$，掩星现象为BD：亮面消失，BR：亮面出现，观测亮面消失时宜使用$5 0 \! \sim \! 6 0$ 
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amateur_astronomer_6e37c_458
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{
"title": "4月5日17168号小行星掩9.0等星"
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这次掩星现象发生在4月5日北京时间20时23分至20时25分，直径为10千米的17168号小行星1999NP3,将遮掩巨爵座9.0等的恒星TYC5516— 01077—1（赤经$1 1 7 3 7 \" m 4 2 . 4 8 1 8 5$ ,赤纬一 $1 4 ^ { \circ } 4 0 ^ { \prime } 0 2 . 3 0 7 ^ { \prime \prime }$ ),此星在巨爵座星西北大约7度的地方。本次现象中，被掩星亮度将下降6.7个星等，掩星现象持续时间最长1.1秒。 掩食带由南海北部海面进入我国，向西北方向经过我国广东东北部、湖南、重庆、四川北部、青海，经过我国境内的时间约为2分钟,其中龙川、始兴、郴州、武胜、绵阳等地位于掩食带内，而汕头、韶关、衡阳、怀化、娄底、重庆、南充、成都等地在掩食带$1 ~ \upsigma$的预报误差带中，也可能会观测到这次掩星现象。 海、玉林、钦州、防城港、南宁、柳州、百色、贵阳、毕节、昭通、西昌、宜宾、乐山等地在掩食带$1 ~ \upsigma$的预报误差带中,也可能会观测到这次掩星现象。 21023号小行星掩星寻星图 20675号小行星掩星寻星图 亮度将下降10.1个星等，掩星现象持续时间最多0.9秒。 掩食带由新疆南部进入我国，往东经过青海北部、甘肃中部、宁夏、陕西北部、山西、河北等地，经过我国境内的时间约为2分钟，其中武威、吴忠、平山、新乐、安平、沧州等地位于掩食带内，而西宁、兰州、酒泉、银川、固原、包头、呼和浩特、太原、大同、临汾、石家庄、天津、北京、济南、威海、青岛、大连等地在掩食带$1 ~ \tt { \sigma } _ { \upsigma }$的预报误差带中，也可能会观测到这次掩星现象。A (责任编辑齐锐) 17168号小行星掩星寻星图
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amateur_astronomer_6e37c_459
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{
"title": "4月12日21023号小行星掩9.2等星"
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这次现象发生于4月12日凌晨北京时间3时28分至3时31分，直径为10千米的21023号小行星1989DK，将遮掩天蝎座9.2等的恒星2UCAC 17116271（赤经$1 7 \mathsf { h } 5 3 \mathsf { m } 3 0 . 2 4 4 8 \mathsf { s }$，赤纬一$3 4 ^ { \circ } 4 5 ^ { \prime } 3 5 . 0 6 3 ^ { \prime \prime }$ ),此星在天蝎座疏散星团M7内,很容易找到。本次现象中,被掩星亮度将下降8.4个星等，掩星现象持续时间最多2.1秒。 掩食带由青海进入我国，往东南方向经过四川、云南东北部、贵州西南部、广西、广东西南部，经过我国境内的时间约为4分钟，其中炉霍、道孚、康定、汉源、灵山、湛江等地位于掩食带内，而海口、北
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amateur_astronomer_6e37c_460
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{
"title": "4月15日20675号小行星掩8.6等星"
}
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这次现象发生于4月15日北京时间21时11分至21 时13分,直径为15千米的20675号小行星1999VK6，将遮掩小犬座8.6等的恒星TYC0765— 01601—1（赤经$7 \mathrm { h } 3 6 \mathrm { m } 1 0 . 7 4 5 0 \mathrm { s } .$，赤纬$7 ^ { \circ }$ 47″ $2 8 . 5 3 7 ^ { \prime \prime }$），此星在小犬座南河三西北大约2度半的地方。本次现象中，被掩星
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amateur_astronomer_6e37c_461
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{
"title": "每月变星"
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在本栏目介绍的变星大致是2011年4月15日21：00左右地平高度较高的变星，同时它们在当月的亮度比较适宜观测。在表格的后面有各星的介绍。
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amateur_astronomer_6e37c_462
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{
"title": "长蛇座Y(YHya）"
}
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数据非常缺少的半规则变星（SRB），甚至在美国变星协会(AAVSO)公报中都没 图1：长蛇座Y(YHya）证认星图。视野约$1 0 \times 9$度，极限星等8.5等。证认星图编号3722pkn。 有它的名字。但从观测条件来看它却是一颗非常有助观测者提高技术的目标。因此非常建议观测。在《世纪天图》中该星按照《变星总表》的记录显示最大亮度至少有4等，但从AAVSO的电子数据档案库来看，并没有达到那么亮的记录。
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amateur_astronomer_6e37c_463
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{
"title": "长蛇座U(U Hya)"
}
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比长蛇座Y(YHya)更为明亮、赤纬更高的半规则变星(SRB型)。由于亮度不 图2：长蛇座U(UHya）证认星图。视野约${ } ^ { 1 3 \, \times }$ 9度，极限星等8.5等。证认星图编号3722pkh。  附注： 1.类型:M-菓增二型,SR-半规则型,AGN-活动星系核(现在一般对类星体的解释); 2.注： 2.注： 对长周期变星（菓增二型和SR型）,美国变星协会(AAVSO)提供的注释：*-AAVSO数据库中还没有该星完整的一个周期的数据； 对其他类型的变星,笔者提供的注释：1-适合初学者观测,2-不那么容易，但可以用来练习技术,3一比较有难度，0一适合城市观测，！一观测数据将很有价值！ 3.光变范围：这里是历史极值,3C273不是典型的变星，故列出大概亮度。 4.极大极小日期：$0 -$由以前数据预计的日期， 一从光变曲线不能明显看出极大极小（如变幅太小或数据弥散太大）； 5.推荐设备：指2011年4月在良好条件下观测推荐的设备，$\mathrm { O - O - } 5 0 \mathrm { m m }$左右口径双筒镜， $\mathrm { O } { = } \mathrm { O } { - }$小望远镜${ \sim } 8 0 \mathrm { m m }$ $\scriptstyle \mathrm { O } = = \mathrm { O } - 1 5 0 \mathrm { m m }$以上口径望远镜。 6.本文所列证认星图的方向均是上北、左东。 低于6.5等（也就是不太好的条件下大致为双筒镜的观测极限），极适合初学者和在城市的观测者。 这里需要提一句的是，长蛇座U与长蛇座丫的证认星图上标示的亮度范围分别为B波段(B)和仿视(p)星等,不能作为目视观测的亮度范围。 室女座 SS(SSVir) 3C 273
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amateur_astronomer_6e37c_464
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{
"title": "室女座 R(RVir)"
}
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它们是室女座“头部”几乎排成一条直线的三颗变星。与前面两颗长蛇座变星一样，室女座SS也是明亮的半规则变星，颜色极红，C型光谱（低温富碳星）。非常适于城市观测。 3C273 是最早发现的类星体，同时也是个变源（并非典型的变星”）。亮度很低，并且更建议进行精确的多波段测光观测，故本文就不列出它的证认星图了。 室女座R是少数很亮的增二型变星之一。3月变星亮度会达到最大，因此城市双筒观测的话就只能3月熬夜了。但是4月里它的亮度对于野外双筒观测来说还是非常明亮的。 图3:室女座SS(SSVir)证认星图。视野$4 \times 4$ 度，极限星等10.5等。证认星图编号$2 0 3 6 c c s _ { \circ }$ 图4:室女座R(RVir)证认星图。视野$6 \times 3$ 度，极限星等11.5等。证认星图编号$3 7 2 2 \uprho \upkappa x _ { \circ }$
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amateur_astronomer_6e37c_465
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{
"title": "长蛇座 R(R Hya)"
}
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最著名、最明亮、最早被发现的增二型变星之一。数百年来对它的观测显示其光变周期正在变短。观测方面，在去年秋天的极大没有观测到，1月末的数据显示亮度在6.5等，因此建议可以3月就开始早起或熬夜观测。 图5:长蛇座R(RHya)证认星图。视野$8 \times 8$ 度，极限星等10等。证认星图编号3722pmh。
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{
"title": "长蛇座W(WHya)"
}
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与长蛇座R相比，它就属于比较受忽视的变星了，不过数据还是比长蛇座U和长蛇座丫多些。光变曲线很类似增二型，但较大多数藻增二型变星亮得多， 图6：长蛇座W(WHya)证认星图。视野$7 \times$ 6度，极限星等11等。证认星图编号$3 7 2 2 p | p _ { \circ }$ 因此也是容易观测的对象。但注意：难度在于它的低赤纬。 半人马 T(T Cen) 南方的半人马座对于北方的爱好者来说恐怕会比较陌生。不过没关系，这颗星将在今年4月达到最大亮度，届时它也会在大多数人睡觉之前升到上中天。当然,对于5等多的亮度，在南方地平20度左右高度进行观测，无论如何都是一个挑战！ 图7：半人马T（TCen)证认星图。视野$5 \times 6$ 度，极限星等10等。证认星图编号3722pme。 大熊座 T(T UMa) 和著名的大熊座 Z(ZUMa)一样,位于大熊座星附近。非常容易找到大致位置，但亮度并不是很亮，上次极大的亮度在7.5等以下。好在它的极大有很宽的平台。 图8:大熊座T（TUMa）证认星图。视野$8 \times 6$ 度，极限星等11等。证认星图编号3722pmn。
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amateur_astronomer_6e37c_467
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{
"title": "回顾"
}
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4月没有之前介绍的变星达到极亮，但是西方天空双子、小犬、巨蟹、狮子、小狮座的变星以及即将进入太阳余辉的猎户、金牛等星座的变星非常有监测价值。$J _ { i } |$ （责任编辑 李鉴） 者可使用此图作为在星图和星空中寻找变星的工具。
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amateur_astronomer_6e37c_468
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{
"title": "“簇群”遇到天然粒子加速器"
}
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、采集的数据将有助于揭示南北极大多数绚丽的极光是如何产生的。 2009年6月5日4个簇群探测器中的2个发现自已位于北半球上方的一个天然粒子加速器中。首先穿过这一区域的是C3探测器，高度为6,400千米。5分钟后C1卫星从9,000千米的高度飞过了同一区域。这是首次有两颗卫星来同时测量这样的加速区。 这些电势阱作用于上下两个方向，会根据电性来朝向或者远离地球加速粒子。当粒子击中地球大气时，它们就会产生极光。大约三分之二的明亮极光都是通过这一方式产生的。 由于受到来自月球和太阳引力的不断影响，从2006年起簇群探测器就开始从它们的初始轨道向外漂移。它们目前的轨道偶尔会穿过地球上方$4 , 0 0 0 \sim 1 2 , 0 0 0$千米的极光加速区。 簇群探测器并非每次都能遇到天然粒子加速器。这些产生明亮极光的区域会不断地变化高度且并不会总是出现。与造就大尺度极光的天然粒子加速器的首次相遇证明它们可以稳定存在至少5分钟。在簇群探测器的轨道漂移出这一区域之前，预期还会发生几次相遇事件。 个簇群探测器穿越极光区的路径示意图。版权：ESA。 宇宙信息 个甚大望远镜干涉仪所获得的HD62623三维图像（左)及其和理论模型（右）)的比较。版权：F．Millour等人。
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{
"title": "发现最遥远星系候选体"
}
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，过哈勃空间望远镜所获得的超深空区数据，一的候选体，距离地球大约132亿光年。这一发现把“哈勃”的观测能力推向了极限，使它能回溯到宇宙大爆炸之后4.8亿年，当时宇宙的年龄只有今天的$4 \%$
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amateur_astronomer_6e37c_470
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{
"title": "超巨星也拥有尘埃盘"
}
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使用欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪，一个国际天文学家小组首次文获得了垂死高温超巨星HD62623及其周围环境的三维高角分辨率和谱分辨率图像，发现它具有通常只出现在婴儿恒星周围的尘埃盘。 HD62623与几乎所有同类型的恒星都有所不同，它被一个由等离子体和尘埃构成的浓密而复杂的环境所包围。但高温超巨星极为明亮，因此会产生强劲的星风，使得尘埃这样的物质无法在它们附近聚集。为了更好地认识这颗恒星周围尘埃的形成过程，就需要了解它周围气体和尘埃的几何结构及其运动学。 通过综合多台8米望远镜，甚大望远镜干涉仪就相当于一台直径130米的望远镜。再加上使用自校准技术来大幅提高图像质量，该小组获得了包含空间和速度信息的HD62623图像。它不仅显示了HD62623周围环境的形状，还给出了它们的运动情况。 新的三维图像非常精确地给出了尘埃形成区的位置，并且也提供了HD 62623周围气体存在转动的证据。一颗大约1个太阳质量的伴星可能是HD 62623拥有这样一个盘的原因。虽然由于亮度要小上数千倍而无法被直接看到，但位于气体盘和中央恒星间的空腔还是暗示了它的存在。 个哈勃超深空区图像，蓝框中的即是132亿光年外最遥远星系的候选体。版权：NASA/ESA/GarthIllingworth (UC Santa Cruz)/Rychard Bouwens(UC Santa Cruz and Leiden University)/the HUDF09 Team。
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{
"title": "纯盘星系的完美图像"
}
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欧 洲南方天文台2.2米望远镜上的大视场成像仪拍摄了明亮星系 NGC3621的照片。它看上去就是旋涡星系的一个绝佳范例，但实际上它却极为与众不同。在 NGC 3621 的中央没有核球,因此它是个纯盘星系。 NGC 3621 位于长蛇座，距离地球 2,200 万光年。它较为明亮，用中型望远镜中就能看到。NGC 3621 犹如薄煎饼的扁平外形预示它还未曾经历过星系碰撞。因为单次星系碰撞过程会扰动由恒星组成的薄盘,在中央产生一个小型的核球。绝大多数的天文学家认为星系是通过和其他星系间的并合而生长的。随着时间这一过程应该会在旋涡星系的中央形成一个大型的核球。然而,最近的研究却发现,类似NGC3621这样无核球或者纯盘的旋涡星系其实相当普遍。 个欧洲南方天文台拍摄的纯盘星系 NGC 3621。版权:ESO 和Joe DePasquale. NGC 3621 相对较近的距离也使得天文学家们 可以研究其中各种各样的天体,包括恒星形成区、尘埃云和造父变星等。造父变星可以被用来测量宇宙中的距离。20 世纪 90 年代末,NGC 3621 是哈勃空间望远镜核心项目挑选出的 18 个星系之一,该项目旨在通过观测造父变星进而更精确地测量宇宙膨胀的速度。在这个成功实施的计划中，单在NGC3621 中就发现了69颗造父变星。 使用“哈勃”上大视场行星照相机3所收集的红外数据，该小组发现在从大爆炸之后4.8亿年到6.5亿年星系存在剧烈的变化。在这1.7亿年期间宇宙中的恒星形成率上升了10倍，而这一时期的长度却仅占目前宇宙年龄的约$1 \%$。探测到星系的数量也存在急剧的变化，它们在超深空区中宇宙年龄6.5亿年的地方发现了47个星系，但在4.8亿年的地方却只发现了1个。 天文学家通过红移来确定一个天体的距离，而红移则描述了由于空间的膨胀对这个天体所辐射出光波波长的拉伸程度。新探测到的这个最遥远星系的红移值可能为10.3。由于接近探测能力的边缘，该小组花了数月的时间来确认这一结果。 这些发现与星系形成的等级式模型相一致，等级式模型认为星系是在暗物质的引力作用下并合生长的。这是第一次为这一时期中星系数量的变化提供了实际的数据，也为星系形成模型提供了更有意义的限制。
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amateur_astronomer_6e37c_472
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{
"title": "“开普勒”发现其首批宜居带中的外星地球候选体"
}
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选体。 这批发现使得从“开普勒"数据中识别出的外星行星候选体达到了1,235个。其中有68颗和地球差不多大；288颗属于超级地球（比地球大几倍）；662颗具有海王星的尺度；165颗和木星的大小相仿；还有19颗则比木星还大。它们还需要后续的观测来确认。 在54颗新发现的位于宜居带里的外星行星候选体中，有5颗的大小和地球相仿，其余的大小则从超级地球到比木星还大不等。宜居带指的是恒星周围的一个区域,其中的行星表面可以有液态水存在。 在这些外星行星候选体的宿主恒星中，有170颗显示出了含有多颗行星的迹象。距离地球2,000光年的开普勒-11有迄今所发现的最紧密的行星系统。它所有得到确认的6颗行星的轨道都比金星的还要小，有5颗更是小于水星的轨道，其最内层的行星开普勒-11b到开普勒-11的距离只有日地距离的十分之一。开普勒-11周围的所有6颗行星都比地球还要大，其中最大的和天王星以及海王星的大小相当。 另一颗唯一具有已被确认的多颗凌星行星的恒星是开普勒$- 9$ ↑开普勒-11 及其周围 6 颗行星的概念图。版权:NASA/Tim Pyle。
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amateur_astronomer
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amateur_astronomer_6e37c_473
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{
"title": "火星北部地貌的活跃变化"
}
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据美国宇航局火星勘测轨道飞行器所拍摄的图像，火星北部广衰区域中的 这些沙丘位于火星北极极冠的边缘，新的发现表明它是火星上最活跃的地貌之一。然而,在火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验(HiRISE)对其反复成像观测前,几乎没有发现它们存在变化。曾经认为这些沙丘基本上是静止的,成形于很久之前,当时火星表面的风要比现在强得多。HiRISE 在 2 个火星年(约 4 个地球年)的时间里对其前前后后所拍摄的多组图像却给出了不同的结论。 科学家发现了随季节变化来去的二氧化碳冰，它们是导致变化的诱因之一。季节性二氧化碳冰冻层在冬季会覆盖这一区域，,在春季则会重新气化。这些气体会使得火星沙丘中的沙粒失稳造成崩塌。另一诱因则是比预期更为强劲的风。它们在1个火星年的时间里就能部分的抹掉过去沙丘崩塌所留下的痕迹。但火星大气模型并没有预言火星上的风速足以能抬升沙粒,而来自火星着陆器的数据也显示高速风极为罕见。在这2个火星年里监视的火星高纬度地区中总共有大约$4 0 \%$出现了变化。科学家正在计划进行更为全面的观测,以此来了解火星上的基本过程以及它是如何随时间变化的。 HiRISE 所拍摄的同一沙丘在不同时间的样子。版权: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona。 →
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amateur_astronomer_6e37c_474
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{
"title": "人类首次看到$3 6 0 ^ { \\circ }$的太阳"
}
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二上首次看到了整个太阳全貌，当时日地关系观测台的两个探测器恰好位于太阳的两侧。 日地关系观测台对太阳$3 6 0 ^ { \circ }$的覆盖并不是永恒的。随着其两个探测器继续向太阳远端一侧飞行，其在太阳靠近地球一侧的覆盖率就会降低。不过同属美国宇航局的太阳动力学天文台会填补这一空缺。两者通力合作所获得的新太阳图像将帮助科学家们更好的预报空间天气和来自太阳表面的猛烈爆发。这些爆发会破坏卫星、扰乱通讯并且使得地球电网失灵。科学家正在建立太阳大气中磁场的模型，正是它们驱动了全球范围上太阳活动。这一全方位的视角将会使得这项研究变得更为详尽。 2006年10月26日日地关系观测台由德尔塔Ⅱ型火箭从美国佛 个日地关系观测台于2011年2月2日拍摄的太阳远端像，当时中间还有一条空隙。版权：NASAc 罗里达州的卡纳维拉尔角发射升空。其两个探测器的轨道和地球绕太阳的轨道基本重合。位于地球前方的探测器，被称为日地关系观测台一A；位于后方则被称为日地关系观测台$- \mathsf { B } _ { \mathsf { o } }$这样的构形是为了获得太阳的立体图像，更好地对空间天气事件做出预警。
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amateur_astronomer_6e37c_475
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{
"title": "追踪空间高能粒子的起源"
}
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美 一国宇航局的“亚暴事件历史及宏观相互作用"（THEMIS)探测器和计算机模型一同追踪了地球磁场中被称为“亚暴"的空间天气过程中所出现的高能粒子的起源。 亚暴出现在地球的背阳侧,位于地月距离的三分之一处。在这个位置上来自太阳风的能量和粒子会随着时间累积,这里同时也是地球规则的磁力线发生扭曲、被挤压重联的地方。在磁重联的过程中,储存的能量会急剧释放,朝各个方向加速粒子。但确切的加速机制目前仍不清楚。 THEMIS 由 5 个探测器组成,专门设计来研究亚暴的形成,它们可以同时探测地球磁场的不同区域。2008 年 2 月 15 日午夜,3 个THEMIS 在距离地球 58,000 千米的地方穿过了一个大型亚暴。 早在上个世纪80 年代初,科学家猜想电子可能是通过快速变化的磁场被加速的,即回旋加速。THEMIS 的观测数据则显示，电子并没有在磁重联发生的地点附近获得大量的能量。而在距离地球更近的地方,正如 THEMIS 所观测到的,计算机模型显示电子的能量高出了之前10 倍。由此亚暴中高能电子的回旋加速模型得到了验证。了解这些粒子来自何方以及它们是如何穿过地球大气的对于更好地了解太阳复杂的空间天气系统并保护太空中的卫星甚至人类而言至关重要。
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amateur_astronomer_6e37c_476
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{
"title": "第一代恒星并非独自形成"
}
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个国际天文学家小组通过超级计算机模拟发现，宇宙中的第一代恒星并非如以前所认为的单个形成。 通过研究微波背景辐射，天文学家发现宇宙始于简单。最初它几乎完全是均匀而平滑的，温度和密度仅有微小的涨落，但今天的宇宙却具有复杂的结构。大爆炸之后几亿年，宇宙膨胀使得背景辐射进入了红外波段，对于人类观测者而言此时的宇宙一团漆黑。正是第一代恒星的出现点亮了宇宙，结束了宇宙的“黑暗时代”。 第一代恒星的形成与今天的大为不同。但其核心却是共同的,那就是向内的引力和向外的热能之间的较量。随着引力增强，气体就会被加热。如果引力想获胜，气体就需要清除掉在缩过程中所产生的额外热量。这在早期宇宙中极为困难，因为当时没有能冷却气体的氧和碳元素。 由此科学家相信第一代恒星都是单个的大质量天体。但新的计算机模拟却显示，由于形成第一代恒星的盘的存在，这一观点需要大幅修改。就像形成我们太阳系的盘会碎裂形成行星一样,形成第一代恒星的吸积盘也极容易会发生碎裂。于是,与独自形成相反,第一代恒星几乎总是会位于一个多星系统中，它们之间的距离可以小到和日地距离相当。 个第一代恒星周围盘随时间的演化，其中共形成了4颗恒星。版权:Clark, Glover, Smith,Greif, Klessen,E Bromm (Univ.ofHeidelberg, UT Austin)/Texas Advanced Computing : Center。 个亚暴加速粒子轰击地球大气产生极光。版权:NASA/Goddard Space Flight Center-) Conceptual Image Lab。 个日冕物质抛射北侧所出现的克莱因－亥姆霍兹不稳定性（黄色框内）。版权：SDO/AIA。
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amateur_astronomer_6e37c_477
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{
"title": "在日冕中首次发现边界不稳定性"
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使 一用美国宇航局太阳动力学天文台上的太阳大气成像组件对日冕物质抛射进行观测，一个天文学家小组发现了其中具有和地球大气和海洋中类似的不稳定性。 太阳大气成像组件的观测为天文学家提供了日冕物质抛射的极紫外图像。极紫外的温度高达1,100万开,之前的仪器设备无法对其进行观测。在检查这些图像时，发现在爆发出的太阳日冕物质中存在克莱因一亥姆霍兹不稳定性。 这一不稳定性出现在以不同速度运动的两层物质的边界面（例如水和空气的交界面）上，它会使得边界面卷曲并发育出旋涡。在地球的云层以及海面的波浪中也会出现这一现象，其根源是两侧的速度差。 在日冕物质抛射的过程中，当物质穿过日冕中的磁场环境时也会出现类似的情况。两团物质间不同的速度和能量就会产生克莱因一亥姆霍兹不稳定性。之前已经有人预言了它的存在,或者根据对空间天气的观测数据推测出了它的存在，但这是第一次在日冕中直接观测到它。 有意思的是，这一不稳定性形成并出现在日冕物质抛射的侧面。这也许解释了为什么日冕物质抛射看上去存在弯曲和扭结以及为什么它们会转动并且偏向一侧。 (责任编辑李鉴)
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amateur_astronomer_6e37c_478
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{
"title": "空间望远镜巡礼"
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MOST 的全称是 Microvariabilityand Oscillationsof Stars(意为恒星微光变和振荡探测器。它是加拿大主持开发的第一个空间天文项目。
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amateur_astronomer_6e37c_479
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{
"title": "加拿大航天初览"
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加拿大航天科学的起步很早，二战结束不久就有了进入外太空的打算。1960年6月22日，美国发射的导航卫星上就装有加拿大的科学设备。而在此之前的1958年，恰逢联合国的地球物理年（1957年7月1日至1958年12月31日）,那个时候美国宇航局NASA才刚刚成立不久，一些加拿大科学家就尝试申请使用美国的运载火箭，发射自己的地球物理卫星。庆幸的是,NASA批准了这个来自异国的提案。 图1：加拿大的第一颗人造地球卫星“云雀”，中心圆球的直径约 1 米。(JohnPalimaka) 由于加拿大的地理纬度很高，而来自太阳的高能粒子对高纬度的地球大气影响显著，所以加拿大科学界积极开展对大气层和日地关系的研究。加拿大的第一颗卫星被命名为“云雀”（Alouette，该单词是法语，图1），总重145千克，用于研究地球的电离层。1962年9月29日世界时6时6分，在加利福尼亚的范登堡空军基地，美国的火箭把加拿大的这颗卫星送入高度1000千米，倾角80度的轨道上。这次成功的发射使得加拿大成为世界上第三个拥有自己卫星的国家。加拿大方面原希望“云雀”工作一年，但没有想到的是，这颗卫星在太空中的运行非常顺利，一直工作了十年之久。云雀的成功也使得美国愿意继续和加拿大开展对地球大气层的合作研究，这就是“国际电离层研究卫星”项目(International Satellites for Ionospheric Studies,简称 ISIS),该项目共发射了三颗卫星，分别是“云雀II"（它原本是“云雀”的备份星），以及“国际电离层研究卫星1号"（ISIS1）和"国际电离层研究卫星2号"（ISIS2）。 由于加拿大地域广阔人口稀少，而且其本来就少的人口又主要分布在与美国相邻的低纬度地区。为了国土资源调查的便利和解决广大偏远地区通讯的难题,所以除了地球物理研究以外，研制对地观测卫星和通讯卫星对于加拿大来说也是很有必要的。1972年，美国帮助加拿大发射了通讯卫星“兄弟$A \! - \! 1 \, ^ { " }$（AnikA-1,Anik是因纽特语）。该卫星不仅是加拿大,而且是世界上的第一枚地球同步轨道通讯卫星。 为了整合国内的航天资源，加拿大政府于上世纪八十年代末成立了加拿大航天局(Canadian Space Agency,简称CSA,法语简称为 ASC),总部位于魁北克省蒙特利尔附近。该机构建立后,积极参与了多项国际合作。尽管它的经费很少,如在本世纪初的时候,CSA的经费只相当于NASA的百分之三,但CSA 还是完成了一些著名的航天工程。像国际空间站和美国航天飞机上的机械臂（Canadarm），就是加拿大的杰作。现在,CSA还打算在其国内建立航天中心，进而发射运载火箭。此前，加拿大只从事过探空火箭的实验。如著名的丘吉尔堡（FortChurchi）就是探空火箭的发射场，从1959年到八十年代末，在这里共发射了三千五百枚左右的探空火箭。 图2:实验室中接受检测的MOST。图中可以看到星体外的面板还没有完全扣上。（CSA）
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"title": "MOST简介"
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MOST 是加拿大主导的第一个、也是到目前为止唯一一个空间望远镜。它由CSA和加拿大的几所大学、公司联合研制。MOST非常小巧（图2)。由于第一颗天文卫星还带有几分实验的性质，所以它不可能是什么大个头。卫星平台使用的也是现成的，没有再专门研制。从外形上看，MOST近似一个长方体，就象是一只大号的手拉箱，长、宽都是65厘米，高30厘米，其重量也只有53千克。MOST的造价非常低廉，大约为一千万美元。加拿大的科学家也将它称为HumbleSpaceTelescope，意为廉价的空间望远镜。其实这种叫法是为了向“哈勃空间望远镜”（Hubble SpaceTelescope）"靠拢”,毕竟二者仅仅相差了一个字母。而且 部分分为两级，都使用液体推进剂。 根据美俄两国削减战略武器的条约，在国际社会的合作下，俄罗斯将一部分洲际导弹改装为用于商业发射的运载火箭。比如，俄罗斯和乌克兰等合作的“第聂伯"运载火箭就是由另一种型号的洲际导弹(SS-18)改装而成的。90年代初,迫于国内的经济压力,俄罗斯开始与欧洲合作将 SS一19 导弹改装,并且在原两级导弹的基础上增加了上面级，使“轰鸣"成为三级运载火箭。“轰鸣”的上面级可以重复点火，满足不同卫星的轨道要求。 2003年6月30日，世界时14时14分，莫斯科夏令时18时14分，在普列谢茨克航天中心（PlesetskCosmodrome), 关键的是,缩写完全一样,都是 HST! MOST 的主体是一架口径 15 厘米的望远镜，望远镜后端的焦面上并置两个$1 K \times 1 K$的 CCD。这两个 CCD 中,有一个用于观测，还有一个的目的是导星，即为卫星的姿态控制提供数据。MOST的设计原则是能省的就省，能不使用的就不使用。所以，该卫星的望远镜没有增置多余的滤光片，只有一个带通，覆盖范围从3500埃到7000埃，满足可见光波段的观测。 发射MOST的是俄罗斯的“轰鸣”运载火箭。该型火箭是利用苏联遗留下来的 SS-19 导弹改装而成的。SS-19 装备于苏联的战略火箭军,按照苏军武器装备的编列，其型号是RS-18。SS-19 是北约给该型导弹的编号，绰号是“匕首”（Stiletto)。SS-19 是多弹头的洲际弹道导弹,从七十年代末开始列装。该火箭的主体 图4：加拿大的下一颗天文卫星NEOSSat，用于近地小天体的监测。（CSA） MOST被“轰鸣"火箭送上太空（图3)。本次发射是“轰鸣”的第二次商业发射，其箭头的整流罩里装载了六个国家的九颗卫星！在这些卫星里面，重量只有53千克的MOST还算是大个头的。除了捷克研制的“含羞草”（MIMOSA,重66千克，主要用于研究地球的外大气层）卫星外，剩下的都是一些用于实验或教学的微型卫星，普遍只有一两千克重，像个足球大小。“轰鸣”火箭顺利升空后，莫斯科夏令时19时02分，“含羞草"首先被送入预订轨道。之后，19时46分，MOST也与火箭成功分离。入轨后的MOST运行在高度820千米的太阳同步轨道上，轨道倾角98.7度，绕地球一周需要101分25秒。照原计划,MOST的设计寿命只有两年，但幸运的是，MOST自升空后运行得很顺利，一直使用至今。
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"title": "MOST的新发现"
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MOST的主体是一架15厘米口径的马克苏托夫望远镜。马克苏托夫望远镜是常见的折反射望远镜，其口径往往不大（大口径的常用施密特光学系统），在天文爱好者中有着不错的口碑。用过这种望远镜的爱好者应该知道，其长处之一就是视场大。这一优点正符合MOST的工作模式，即对同一天区目标进行长时间、不间断监测，,每一监测周期可长达六十天。而且,MOST的灵敏度非常高，可以感知被测物体百万分之一的流量变化。这个变化范围究竟有多小呢,加拿大工程师在介绍MOST的文章中举了如下的例子：看一千米外的街灯，如果你的眼晴向前或向后移动0.5毫米，那么由于这么微小的距离变化导致的流量改变就是MOST的可检测极限。 MOST上天之后的第一个重大发现就是没有观测到南河三的星震现象。文后的“延伸阅读”提到了，正是地面望远镜观测到南河三的微小光变，才开启了现代意义上的星震学。但是，MOST可达百万分之一的高精度测光，竟然没有发现南河三的光变。项目组的科学家对此深感惊，他们又做了大量的检测，看一看该现象是否是由仪器等问题引入的。检查的结果排除了这些可能， 这也就意味着，至少在MOST观测的这段时间里，南河三确实没有可检测到的光变。而未能发现光变的事实也与南河三这样的已经开始衰老的恒星的理论模型相矛盾。这一发现当时以通讯的形式刊登在《自然》(Nature）杂志上。 MOST还观测了一大批像织女星这样的接近三个太阳质量的恒星。我们知道，像太阳这样的恒星，其表层下面是厚厚的对流区，对流区里的气团会通过对流的方式将下面的能量输送到上面去，这一点和烧开水的原理是一样的。但是根据现有的理论模型，其表层下的对流区会随着恒星质量的增大而逐渐减小，至于像织女星这样的恒星，它们的表层下面完全依靠热辐射传导,没有对流层了。但是，MOST却发现了一些痕迹,似乎暗示了即使质量偏大的恒星，其表面下依然 有对流层的存在。现在所有的恒星理论模型都不曾考虑到这一点，如果情况属实，那么它势必会对恒星内部的结构理论产生深远的影响。 MOST还测量到年轻恒星的较差自转。某些天体是流体构成的，其不同部位的自转速度如果不一样,就是较差自转。最典型的较差自转天体是太阳，其赤道地区转一圈为25天，而接近极区的地方转一圈需要35天。MOST上天不久就发现了天苑四（波江8)也存在较差自转现象。天苑四是一颗年轻的类太阳星，颜色比太阳略红，它总体的自转速度是太阳的两倍左右。后来，MOST又发现了天困二（鲸鱼K）的较差自转，该星也是年轻星，光谱型与太阳几乎相同。所以,年轻类太阳星的较差自转的发现基本可以说明太阳过去的自转比现在快，而且太阳在很早的时候就已经存在较差自转现象了。这一点与天文学家的猜测相符合。 上面只是列举了MOST对星震学贡献的一小部分。除了星震学，MOST的高精度测光在系外行星探测上也取得了不小的成绩。另外,为了唤起公众对天文学的兴趣,MOST项目组还开展了名为“我自己的空间望远镜"（MyownSpaceTelescope)的活动，邀请加拿大所有的天文爱好者参与其中。爱好者们可以根据自己的兴趣方向，提交观测申请。比如，有爱好者申请对冬夜著名亮星参宿四（猎户$\upalpha$ ,Betalgeuse)的观测，获得批准。而这一观测竟然发现了参宿四表面下隐藏的对流层。 也许是从MOST的成功运营中尝到了甜头，当前的加拿大科学界非常热衷于推行他们下一个空间天文设备——“近地天体监测卫星”（theNear-EarthObjectSurveillanceSatel-lite，简称NEOSSat，图4），尽管工作目的不一样，但NEOSSat的卫星设计与MOST差别不大，总重70千克，科学部分主体也是15厘米的马克苏托夫望远镜。如果发射成功，NEOSSat将会运行在650千米高的太阳同步轨道上，对近地小天体进行监测。
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"title": "延伸阅读：星震学简介"
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MOST的研究课题是关于星震学的。星震学是一门非常年轻的学科，下面我们就对它作一个简要的介绍。 二十一世纪，星系的形成演化和系外行星与生命是经典天文学的两大重点研究领域。而恒星既是星系的重要组成部分,又是形成生命的必要因素，,并且在二者之间起着承上启下的作用。因此,对于恒星的详细理解也就势在必行。其实,在过去的一百年间,人类对恒星的认识有了飞跃式的增长。恒星演化的研究是与大爆炸宇宙学并列的二十世纪天文学的两个最突出成就之一。但是，千万不要以为如今的恒星领域难有什么作为了。其实，对某一问题认识的越深,随之带来的新问题也就越多,也就越突显了我们知识的贫乏。这就是艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)提出的科学探索的分形式前进模式。 星震学就是在这一情形下出现的。我们所接收到的恒星星光都来自其表面，比如，可见光就来自恒星的光球。而其实，恒星的光子都是在其中心的产能区产生的，那里激烈进行着的核反应会产生大量的高能光子，这些光子会向四面八方奔跑，最终从恒星的表面辐射到星际空间。比如，太阳的半径接近七十万千米,光子从中心跑出来的话按说也就两秒钟的事。但是事实上，光子在星内的旅程并不顺畅，它们不断与星体内的带电粒子发生相互作用，从里面一路跌跌撞撞跑出来，需要上百万年的时间。而光子与粒子的相互作用,会使得光子的频率逐渐降低,并抹掉光子所携带的恒星内部信息。所以，我们接收到的星光包含了恒星表面的信息,至于其内部是什么模样的,是无从知晓的。 即使对太阳,我们对其内部的了解也是少之又少。而且,太阳内部的研究直到二十世纪六、七十年代，日震学诞生后才得以出现。威尔逊山天文台是近代太阳物理学的发源地之一。乔治·海尔(GeorgeHale)于二十世纪初设计并建造的世界上第一座太阳塔(图5)就出现在这里。后来,美国加州理工大学的科学家罗伯特·莱顿(Robert Leighton,图 6)从该太阳塔得到的高分辨率光谱中发现局部日面存在5分钟振荡现象。再后来,这一振荡现象被发现是全日面共有的，而且除了5分钟振荡外,其它许多种不同周期的振荡模式也陆续探测到。这些振荡被认为与太阳 图5：二十世纪初拍摄的威尔逊山天文台18米太阳塔，莱顿正是用它发现了太阳5分钟振荡现象。该太阳塔现在依然活跃在太阳物理、尤其是日震学研究的前沿。（University of Southern California） 表面下的物质运动有关,所以通过研究太阳振动就可以间接获得其内部的信息。日震学从此诞生。 日震学研究进行了一段时间之后,理论天体物理学家想到了太阳的这种振荡是否会出现在其他恒星上。1991年,第一颗恒星的振荡被发现,这颗恒星就是小犬座的南河三（小犬α，procyon)。当时的很多科学家并不相信对南河三的实测结果。尽管有争议,星震学的研究还是就此陆陆续续地展开了。但是,具体到南河三这颗恒星，直到现在，对它的情况依然不是很明 图6：太阳5分钟振荡的发现者，加州理工的物理学家莱顿。除了太阳物理外，莱顿在行星物理和宇宙线等领域亦有很深的 造诣 。(Universityof Southern California)
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"title": "确。南河三似乎注定了是一颗与星震学纠结不断的天体。"
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星震学(包括日震学)的研究与地震学相似,都是通过震波来研究物体的内部结构。只是二者的接收设备不一样,恒星的震波需要高精度、长时间的测光才能反映出来。这一点其实与变星的研究相似,只是星震学研究的光度变化范围更小,很多不能归类为变星的恒星（主要是主序星）也都有着非常微小的光度变化,这一点最典型的例子就是太阳。另外,星震学所研究的天体的光变周期更复杂,反应了不同的振荡模式,而不同的振荡模式对应了不同的恒星内部性质。玩过架子鼓(或类似乐器)的读者知道,大小各异的鼓敲出的声音不一样。而反过来,根据听到的音调差异也可以判断是哪只鼓发出的声音。星震学就是通过听到的恒星的“声音”来探知其内部结构的。 从以上的论述可以得知，星震学的关键就是高精度测光，甚至对于经典脉动变星，高精度测光也可以发现许多小振幅的简谐振动，这些是普通的天文观测无从察知的。而进行高精度测光最理想的就是空间望远镜,这里不受地球大气层的干扰,测光精度比同等条件下的地面望远镜强许多。而且,只要选择好被测天区，空间观测就不会被地球自转打断,进行的得更为连续流畅，可以长时间对目标实施监测。长时间的定点监测不仅有利于发现低频的振荡源，而且可以降低观测噪声。 需要注意的是,除了星震本身以外,其它他的一些因素也可能引起恒星辐射流量的微弱变化。这其中有些是由外因产生的，比如恒星周围存在绕转的行星，它们遮蔽恒星光线会引起周期性的光变;另外还有恒星自身问题造成的,比如恒星表面如果存在黑子，那么黑子的出没以及恒星自转导致的黑子隐现都会引起观测流量的变化。这些都是在实测时需要注意的。 从星震学诞生之初就不断有科学家倡议建造专用于恒星振动研究的空间望远镜，如丹麦的“近邻恒星振动测量卫星”(Measuring Oscllations in Nearby Stars,简称 MONS)等。但这些提案都由于各种各样的原因未获通过，或并入到其他的空间项目里。所以,加拿大的 MOST是迄今为止第一个,也是惟一一个专业的星震学卫星。A （责任编辑李鉴）
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"title": "漫谈粒子和宇宙（十）"
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底图：一种恒星演化图景示意图。为了维持核聚变,保持生命的活力,恒星通常都消耗氢,氢是我们的宇宙中大多数恒星的主要燃料。由于星体内部压力比引力大一些,因此恒星会膨胀(可形成红巨星等)。当一颗恒星消耗完了它的主要燃料氢,它就会开始燃烧重一些的材料（例如氨），一直到铁。到那个时候,内部压力无法与引力相抗衡,因此星体核心就会塌缩,最后以超新星爆发的形式瓦解。 典型的恒星 太阳构造示意图 人们所见天空中的星星几乎全部是恒星，而且许多是与太阳类似的恒星，它们的核心正熊熊燃烧着氢。通过多种天文观测手段（例如光谱学），人们可得到恒星的大气成分、光度、表面温度、质量、半径、磁场强度、自转情况等资料，然后运用物理规律和数学方法可以推算出恒星内部各种物理参量的分布情况。随着原子结构的发现和量子力学及高能物理学的建立大大增强了人们认识微观宇宙的能力和信心。从当时已知的理论推断尚未发现的亚原子粒子的存在，而实验中又不断证实这些推断，构成了20世纪天体物理学的不断发展。20世纪30年代以来，人们认识到，恒星的主要能源是它们内部进行着的热核聚变反应。
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"title": "天体光谱与太阳元素的发现"
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研究天体的光谱，早已成为一门实用性学科，说起来，光谱学是由物理学家和化学家共同开创起来的。早在1812年，德国物理学家夫琅和费 $1 7 8 7 \sim 1 8 2 6$ )就对各种玻璃的折射率感兴趣，他亲自设计制造了多种消色差棱镜。1814年，夫朗和费制成第一架光谱仪来观测太阳，发现太阳的光谱中有许多暗线，由此开始了对太阳吸收光谱的研究。$1 8 1 4 \sim 1 8 1 5$年的两年中，夫琅和费所观察到的太阳光谱暗线共576条，后来统称为夫琅和费暗线。他把其中比较明显的暗线用字母加以标识，这种标识法一直沿用至今。 1854年，德国物理学家基尔霍 夫$( \, 1 8 2 4 \sim 1 8 8 7 \, )$在海德尔堡大学担任物理学教授时，与本生（1811～ 1899)共同研制成功第一台分光镜，并把它用于光谱学研究。利用分光镜这一装置，他们发现了每种元素不仅发射、同时也吸收自己特征谱线的光，由此建立了吸收光谱的基尔霍夫定律。1859年，他们用这种方法发现了元素，1861年又发现了元素。从此，他们开创了实用光谱学的研究。 光谱学不仅开始作为定性化学分析方法，同时也用来进行天体成分的研究。基尔霍夫在研究火焰和金属蒸气光谱的过程中发现，每种元素都有其特征光谱。通过对比夫朗和费得到的太阳光谱，基尔霍夫认定太阳上拥有许多地球上的常见元素。基尔霍夫首先利用光谱确定了太阳中的六种元素。他通过对太阳吸收光谱研究了太阳的化学组成，而且发现太阳某些元素的谱线具有一定的规律，特别是氢元素的谱线，随着波长的减小，靠得越来越近。他还发现，钠光谱的亮双线位置上，恰好对应太阳光谱中夫琅和费标有D线的暗线位置上,他使用太阳光和钠光同时照射狭缝，希望能在纳线位置上得到补偿，不想暗线变得更暗了。这些实验使他得到了谱线吸收的基尔霍夫定律。对太阳光谱的研究成果，使基尔霍夫一举成名。基尔霍夫研究的成果不仅使人们找到了获得天体信息的方法，它们也成为人们研究原子内部世界的向导。1853年，瑞典物理学家埃斯特朗( $1 8 1 4 \sim 1 8 7 4$）首先观测了氢原子 太阳内部的氢聚变为氨的过程可释放出巨大能量示意图。太阳内部聚集了超高压的氢，处在1500万度的高温状态，在此环境下不断地发生由四个氢原子核聚合称为氨原子核的核聚变反应。这种反应会有$0 . 6 8 \%$的质量损失，损失的质量转化为能量。 光谱中的最强一条谱线，并首先采用$1 0 ^ { - 8 }$厘米作为波长的单位，后人把这一单位命名为埃。埃斯特朗还绘制出近百种元素的光谱图，并于1867年首先研究了极光光谱。在这以后的20余年中，光谱学在天文学研究中得到了迅速的应用。 1868年英国天文学家洛克耶(J．N. Lockyer)在观测日全食过程中日洱的光谱时,发现其中有一条橙黄色的明线与当时已知元素的任何谱线都不相合。他推断这条谱线一定来自一种地球上不存在而太阳中特有的元素，他把这种元素命名为“氨”（Helium，来自希腊文的“太阳"He-lios)，因此有人也把氨称为“太阳元素”。26 年后,英国的化学家拉姆塞(W．Ram-say)才从地球的矿物中找到了氨。
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"title": "原子结构与恒星探索"
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英国天文学家哈金斯爵士(Huggins, Sir Williaml $8 2 4 \sim 1 9 1 0$ )1856年在伦敦附近建造了一个私人天文台，他研究了星云光谱、恒星光谱、太阳光谱、行星光谱和彗星光谱。1863年,根据上述一系列的研究成果，哈金斯认为，地球上的一些元素也同样存在于恒星上。1864年,哈金斯又首先研究了一颗新星光谱，证明它被氢所包围，从而进一步说明宇宙中的主要组成物质是氢。在多纳第研究彗星的基础上，哈金斯进一步证明，彗星上的发光物是碳化物。哈金斯还首先发明了摄谱术，由于用这种方法可以观察到肉眼难以直接观察到的谱线，因而大大扩展了光谱学的观测范围。在哈金斯的光谱学研究成果中，更为引人瞩目的是他发现了谱线的多普勒红移现象，并首次利用这一效应测量了天狼星的氢谱线多普勒红移量，由此推断 出天狼星远离地球的运行速度。这一方法的确立,对近代天体物理学和宇宙学的研究有着重要的影响。 1885年，瑞士数学家和物理学家巴耳末 （Balmer,Johann Jakob 1825 ～ 1898)从已观测到的氢谱线中发现某种规 律，他提出了表示氢谱线的经验公式（后来称为巴耳末公式），后人称这一组谱线为巴耳末系。巴耳末公式计算出的波长与实际测量值的误差不超过波长的1/40000,吻合得非常好。随后巴耳末又继续推算出当时已发现的氢原子全部14条 夫琅和费发现的暗谱线和太阳光谱综合示意图
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"title": "MATEUR ASTRONOMEC"
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●恒星生命进程中的核反应。上图1（从左到右）描绘了氢原子发生电离，电子与原子核分散开来。质子和电子都“自由了”；图2表示两个质子相撞其中一个质子变成中子，然后形成一个氙核子，通过发光释放出能量。图3描绘了氙俘获其他质子，产生氨，核聚变产生新能量。图4表示，当核聚变反应到达铁的时候，能源就耗尽了。当恒星上都聚变成铁元素之后，就没有任何东西能支撑这颗恒星的生存，超新星爆发标志着恒星生命的完结。 谱线的波长，结果和实验值完全符合。几年后，巴耳末又发表了有关氨光谱和锂光谱的各谱线频率之间的类似关系。巴耳末对近代原子物理学的发展产生了重大影响。为纪念巴耳末未，人们把氢光谱中符合巴耳末公式的谱线系命名为巴耳末系。月球表面的一个环形山也以他的名字命名。 科学史家认为，由于当时巴耳末未给出对经验公式的任何解释,在提出后的20年内，一直未引起人们的注意，直到著名的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Henrik David Bohr, $1 8 8 5 \sim 1 9 6 2$）把这个公式作为他提出的氢原子结构理论的证据时，人们才看到了巴耳未公式的重要性。科学研究认为，组成物质的原子中,有不同数量的粒子（电子)分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁)到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光。能级跃迁首先由丹麦伟大的物理学家玻尔提出的。玻尔学说指出原子就象一个微型的太阳系，电子在重核周围的轨道上旋转；其中一个极其重要的差别就在于经典物理学定律认为行星轨道的大小可以是任意的，而玻尔假定原子的电子只能在某些大小确定的轨道上旋转,每个确定的轨道都具有与其相关的确定能量。当一个电子从一个确定的轨道跃迁到另一个确定的轨道时，辐射出来的光的频率就等于能量的变化再除以普朗克常数。玻尔不仅建立了氢原子模型，而且进一步由此解释了谱线的结构。在玻尔开始研究原子结构以前，原子光谱已不仅是实验物理的热门课题,而且也是天体物理学的重要课题。当人们通过普通光源实验观察到12条巴耳末线系时，已经在星体光谱中见到33条了。事实上,对玻尔理论发展的促进还来自于天文学。 1896年，美国天文学家皮克林（Ed-ward Charles Pikering, $1 8 4 6 \sim 1 9 1 9 1$与其弟亨利·皮克林在秘鲁他们共同修建的天文台观测到了一组特殊的天体谱线，它们不能应用玻尔理论解释,这些谱线后被称为皮克林谱线。玻尔大胆地断言皮克林谱线系不是属于氢而是属于氨的，他用一个公式为这些谱线系做了统一的表示,并认为星体大气环境中，由于氢、氨的混合，氨更容易以离子形式存在。玻尔的研究成果在天体物理学的进展中具有着特殊的意义。按照玻尔理论,原子体系平衡与稳定的原因，是由于静电吸引力与“电子量子性所决定的排斥力”相平衡的结果。所谓“量子性所决定的排斥力”即为以后所称的简并压力。玻尔的研究，还使人们认识到各种宏观物态之所以稳定存在的微观依据。正因如此,玻尔的理论也成为人们研究各种星体稳定体系的依据,玻尔的原子平衡思想被直接推广到了天体上。 在很长的时期内，大多数科学家认为恒星之间是真空状态。直到20世纪初，德国天文学家哈特曼（J．F．Hartmann)通过恒星光谱的观测和分析，发现星际空间存在钙气体。虽说检测到星际空间存在着钙，但并不能由此推断钙就是最丰富的星际物质。用别的吸收线，例如著名的黄色钠线也同样可以证明星际气体的存在。值得注意的是，地面上能否检测到星际气体中某元素的吸收线，在很大程度上是取决于有关原子的能级排列情况而不是它们的丰度。 原子物理学告诉我们,原子各个定态对应的能量是不连续的，这些能量值叫做能级。能量最低的能级叫做基态,其他能级叫做激发态。当电子“远离”原子核，不再受原子核的吸引力的状态叫做电离态，电离态的能级为$0 _ { 0 }$一般认为，电子由基态 跃迁到电离态时释放的能量最大。在一般条件下，星际空间中几乎所有的原子都处在最低的未激发能级（基态)上，原子只有吸收一定频率（波长)的辐射，才能跃迁到更高的能级上。钙(钠也一样)由基态跃迁到高一能级所吸收的辐射频率较低，正好落在可见光波段，因而可以在地面上检测到星际中钙(和钠)的吸收线。然而,其它绝大多数元素由基态跃迁到高一能级所吸收的辐射频率均较高，一般落在远紫外波段。例如，宇宙中最丰富的元素一一氢的吸收线（即著名的赖曼$\upalpha$线）波长为1216埃；又如氨的吸收线波长更短到586埃。这些波长短于2900埃的光谱线都会被地球大气吸收掉，根本到不了地面。
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"title": "恒星内部的核聚变"
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在太阳这样的恒星中心，温度大约有1500万度,压强则为地球大气压的三千亿倍。在这样的条件下,不仅原子失去了所有电子而只剩下核，而且原子核的运动速度也是如此之高，以至于能够克服电排斥力而结合起来，这就是核聚变。根据有关原子核物理学、粒子物理学、光度学等方面的知识，一定大小恒星的核反应过程的途径和速度是确定的，因而它们发出的光强度也是确定的。地球上所观测到的恒星光强度与该恒星距地球的距离的平方成反比。 科学研究认为，恒星内部结构主要由它的质量、化学成分、演化阶段（年龄）决定。恒星的结构与恒星的能源密不可分。事实上，天文学家目前只能观测恒星的外部，恒星的内部不能直接观测。尽管如此，恒星内部情况可通过辐射的信息被人们间接地得到。例如，在太阳中心部分,温度很高，所产生的辐射主要是波长很短的X辐射和$\upgamma$射线辐射，这种辐射在从里向 外转移的过程中经历了无数次的吸收和发射才到达表层，变成波长长得多的辐射，也就是人们在地球上所接受的太阳辐射。天文学家通过分析恒星光球的谱线，可以获悉恒星的化学组成。大部分恒星约含有$7 0 \%$的氢，$2 8 \%$为氨，其它为重元素，但重元素的比例差别很大。富重元素的星称为星族I，认为是晚期形成的；贫重元素的星叫星族II,认为是早期形成的。 研究认为，在恒星内部要使两个原子核发生反应，必须使它们靠近到一定距离范围内,才能发生核反应。原子核都是带正电的，要使它们接近，就必须克服静电斥力而作功，因此，为了使原子核反应能够发生，必须使原子核具有很高的速度，也就是说，必须要求恒星内部有很高的温度。在高温条件下，两个原子核以足够克服彼此间静电斥力的能量而互相碰撞，并在原子核的尺度上足够近，近得可以发生相互作用时就会发生核聚变。碰撞后粒子的总质量小于碰撞前的总质量，这种质量亏损表现为物质存在的另一种形式即能量的形式，包括碰撞后粒子的功能以及所发射的$\upgamma$射线的能量。原子核的电荷数越高，粒子必须具有越高的能量才能发生反应。除上述情况外，恒星内部密度越高。热核反应率就会越大。 在20世纪二三十年代，英国天文学家A·爱丁顿（ArthurEddington）等人认识到，如果原恒星中心核的密度和温度升到足够高，将能使得两个氢原子核相碰撞的力量大到产生核反应。所需温度超过摄氏700万度。氢原子（由一个质子和一个绕其旋转的电子构成)在这样的温度下电子被剥离。极高温度所导致的结果是使质子获得了高速度，能以充分强大的力量克服两个荷正电粒子间极强的电斥力而相互碰撞。碰撞的结果是产生如下核反应，即沿着包括另外的碰撞在内的三步过程产生一个氨核。爱因斯坦相对论可以说明该过程中释放出能量的道理。由于氨原子核的质量与形成氨核的四个质子的质量之间有微小的差别，这部分质量就转化成能量释放出来。爱丁顿等人当时仅从恒星自引力作用下达到力学平衡的气体球角度，去了解恒星的内部密度、温度和压力的分部。后来的科学家例如伽莫夫(Gam-mow)、贝特(Beth)等人弄清了发生在恒星中心区的热核反应是恒星辐射的主要能 源，从而人们对恒星的演化有了更深一步的了解。 太阳核心温度达1500万度，一般认为，太阳内部的氢燃烧是以质子一质子反应链（称为P-P链）为主，碳氮氧循环(CNO)为辅。质子一质子反应的净结果是四个氢核在温度约为700万度的条件下聚为一个氨核,放出两个电子，两个中微子和三个光子。碳氮循环又叫做碳氮氧循环，它把氢间接转变成氨，在反应中以碳和氮作为催化剂，由于在主星序中恒星的中心温度随质量而增加，质子一质子反应在质量较小的恒星中占优势，在质量约大于1.5倍太阳质量的较热的恒星中，核心的能量主要来源于碳氮循环。 常言说，“有生必有死”。同自然界一切事物一样，恒星也经历着从诞生、发展到衰亡的过程。关于恒星演化问题的基本知识是20世纪后半叶天文学的成就之一。研究表明，决定恒星特性的两个主要因素是恒星的初始质量和化学组成。恒星形成要有一定的质量，一般恒星的质量范围是0.1太阳质量$\sim 6 0$太阳质量。恒星质量的大小决定其演化的最终命运。质量太低，若小于0.08太阳质量的天体，靠自身引力不能压缩它的中心区达到热核反应并自身发可见光，如太阳系的木星就不能称恒星。大于60太阳质量的天体，由自身引力压缩，中心很快达到高温，辐射压大大超过物质压，非常不稳定。 理论研究一般认为，恒星内部的膨胀力（即处于高温状态的恒星内部所产生的一种倾向于向外扩张的力)总是同引力保持平衡；由于恒星内部的热量会通过恒星发光从它的表面散失，恒星的质量越大，发光越强，散失的热量也越多，散失的热量要靠恒星内部的核聚变反应产生热量来加以补充；所以说，恒星的质量越大，核聚变反应结束越早，恒星寿命就越短。质量为太阳$0 . 8 { \sim } 8$倍的恒星，散失的热量较少，因而核聚变消耗的内部元素的速度也比较慢，可以维持发光数百亿年。质量为太阳质量$8 { \sim } 2 5$倍的恒星，发光较强，散失的热量也较多，因而核聚变反应进行较快，这类恒星内部的元素数千年就会被耗尽。质量更大，超过太阳质量25倍的恒星，核聚变反应的速度更快，核聚变反应只能维持数百万年。 总的来说，恒星在引力作用下诞生，， 也在引力作用下死亡。一旦开始核聚变，标志着从原恒星过渡到恒星。我们的太阳的这一过渡大约发生在50亿年前，在这漫长的岁月里不停地把它的氢转变成氨，至今仍在消耗着氢的巨大贮藏。太阳的输出功率超过$1 0 ^ { 2 6 }$瓦，这相当于每秒钟耗去约100万吨的氢。这就使人们确信太阳当今的质量约有2000亿亿亿吨。天文学家认为，太阳在进入下一个演化阶段之前，还能像今天这样继续供给氢的消耗，继续维持约50亿年。 天体演化理论一般认为，恒星是从大块的尘埃星云团里诞生的，其演化大体上经历这样几个阶段：星云$\longrightarrow$分子云$\longrightarrow$球状体$\rightarrow$原恒星$\rightarrow$年轻的恒星$\rightarrow$中年恒星$\rightarrow$老年恒星$\rightarrow$衰老和死亡。恒星演化到后期，星体结构愈来愈复杂，变化愈来愈剧烈。随着内部温度的升高,氨、碳、氧等核子先后参与热核反应，这些核子的热核反应属于强作用，不象氢聚变为氨那样缓慢进行，而是非常剧烈。在恒星演化的不同时期，演变的快慢非常悬殊。恒星从红巨星或红超巨星演变到它们的末态，一般要经历大量抛失质量的巨变，例如新星爆发甚至超新星（恒星彻底瓦解)那样的大爆发,然后才演变为白矮星或中子星等。A (责任编辑 李良） 太阳内部核聚变反应示意图。实际进行的反应并不是四个氢原子核同时聚合到一起，而是经过几个步骤完成的。
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{
"title": "超大质量黑洞：星系的"
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口谢懿/编译 很久很久以前，一团巨大的低温气体漂浮在空荡的宇宙之中，而其中有一片黑色的区域甚至比宇宙背景还要深邃。突然之间，一条纤细的物质喷流以超高速喷涌了出来。它直冲云端,压缩其中的物质,触发了恒星形成风暴。曾经沉睡的气体云现在则成为了一个星系。 难道这就是一个星系的诞生？许多天体物理学家深信这点。星系的存在会影响宇宙的演化,这就把超大质量黑洞置于了整个过程的中心。超大质量黑洞驱动着类星体，它们会产生以极高的速度运动的物质喷流，正是这些喷流触发了星系的形成。 如果这个想法是正确的,它将会颠覆已有的星系形成理论，也会惊人地改变我们对自己起源的理解。如果没有超大质量黑洞产生的喷流催生出银河系，也许人类就不会出现在这个宇宙中。 不过天文学家们并不打算就此重写宇宙的历史。他们关注的是超大质量黑洞和星系之间的联系，这也是困扰星系形成理论的一个关键问题。20 世纪 60 年代中期,当类星体首次被发现 时，这个问题第一次浮出了水面。类星体都是非常明亮、致密的天体,可以释放出超过银河系100 倍的辐射。如此惊人的能量输出却来自一个非常小的区域，这只能用位于星系核心的超大质量黑洞来解释。在黑洞的引力作用下，周围的气体和尘埃会作螺旋运动并且形成一个盘，同时它们还会被加热释放出巨量的辐射。 当时，许多天文学家认为，只有类星体中才存在超大质量黑洞,而类星体在宇宙中又十分罕见,因此它们只不过是无关紧要的宇宙“异类"而已。然而，随着在绝大多数的星系中央都发现了超大质量黑洞，这一观点也发生了改变。在大多数星系（也包括我们的银河系)中，这些“中央引擎”由于缺少燃料一直处于休眠状态，因此都隐藏得很深。 不过，真正令天文学家们好奇的是，这些超大质量黑洞究竟能在何种程度上影响它们所处的星系。虽然名字唬人,但超大质量黑洞其实是非常“小"的天体。以银河系为例，由恒星和气体组成的银盘直径约15万光年，而居于其中心的超大质量黑洞却还 没有水星绕太阳公转的轨道大。所以，你也许会认为它们不会对宿主星系造成大的影响。
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{
"title": "裸类星体"
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然而，距离较近的星系似乎都遵循着一个优雅但却原因不明的关系：星系中央核球里恒星的总质量是超大质量黑洞的约700倍。这一星系和超大质量黑洞间的关系表明，其中一个的生长影响着另一个。两者间相关连的进一步证据则是，恒星形成和类星体活动在80~100亿年前同时达到了高峰。 那么，这么小的天体为何能影响整个星系呢？其关键就是超大质量黑洞射出的两道反向物质喷流。在最初的几个光年里，喷流中的物质会以接近光速的速度运动，这使得它们可以冲破四周星系物质的包围运动到数百万光年远的星系际空间中去。类星体HE0450-2958为此提供了一个绝佳的范例。HE0450-2958距离地球50亿光年，是唯一已知的“裸类星体” 个周围没有星系的超大质量黑洞。-些天文学家怀疑，HE0450-2958附近其实有一个星系，但是被大量的灰尘遮挡住了。尘埃会在红外波段上发光，于是天文学家就使用欧洲南方天文台甚大望远镜上的红外设备对其进行了观测，结果有了惊人的发现。 他们发现这个类星体的喷流就像一把激光剑，扎入了距离其23.000光年远的个星系中。这个星系富含明亮的年轻恒星，其中的恒星形成速率相当于每年350个太阳，这个数字高出了预期100多倍。天文学家猜想，如此疯狂的恒星形成率绝非偶然，这表明类星体的喷流实际上催生出了这个星系。 这直接颠覆了标准星系形成理论，传统上都认为星系先形成，然后是超大质量黑洞。但HE0450-2958告诉我们的却正好相反，超大质量黑洞触发了星系的形成。
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{
"title": "缔造者？"
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↑题图：超大质量黑洞射出的喷流导致星系形成的概念图。版权：ESO/L.Calcada。 图1：超大质量黑洞的概念图。中央的超大质量黑洞被一个吸积盘（黄色)所围绕，外部则是尘埃环面（蓝色），两道喷流则从中心区域向外喷射而出。版权:ESA/NASA/the AVO pro- ject/Paolo Padovani。 - 个图2:近距类星体 HE0450-2958 的颜色合成图像,它是唯一— 个没有探测到宿主星系迹象的类星体。版权:ESO。 对于HE0450-2958,它始于一个超大质量黑洞,，后者会从星系际空间吸来气体，成为一个类星体。由此它一直在长大，直到大约2亿年前喷流出现。其中的一道喷流击中了23.000光年远的一团气体云，由此引发的激波传遍了整个星云。这也导致了恒星形成过程，产生了今天我们所看到的星系。 这一想法肯定会招来争议。因此在公布之前，天文学家必须要确保类星体及其喷流所指星系间的相关性不存在其他解释。最初,他们认为HE0450-2958是被从这个星系中抛射出来的。因为数值模拟显示，当两个星系合并时，它们的中央黑洞会相互作用，并把其中一个甩入星系际空间。 然而，当真如此的话，HE0450-2958被甩出来的方向却正好和它的一道喷流的方向重合，这实在是一个奇怪的巧合。更重要的是，要从一个质量和银河系相当的星系中逃逸出来并不是一件容易的事情，它要求你的速度必须达到大约每秒500千米以上。对这一系统的观测并没有发现在过去数亿年中存在星系并合的证据,而 HE0450-2958 的速度也只有大约每秒 200 千米,根本不足以摆脱这个星系。 事实上，这个类星体的低速意味着，随着时间的推移，它会慢慢地掉入这个由它缔造的星系。与超大质量黑洞在成形后的 星系中心形成、生长不同，在这个系统中，一个超大质量黑洞从外部创造了一个星系，然后再跑到星系的中心。 这无疑是具有轰动性的。不过,目前只找到了一个这样的例子。大质量星系的形成和类星体活动都出现在宇宙的早期，因此。如果能在早期宇宙中看到其他类似HE0450-2958这样的系统那将会是非常有意义和说服力的。 这也正是天文学家们目前正在进行的观测项目。这个理论的优点就在于它并不依赖于寻找更多类似HE0450-2958这样的裸类星体。超大质量黑洞的喷流有足够的能量来把气体云转变成星系，无论它们是裸类星体还是深藏于某个星系的中心。 甚至有可能一个类星体可以引发多个星系的形成。当某些类星体中有两个尚未完全并合的超大质量黑洞时，它们的喷流会像灯塔一样扫过不同的方向。喷流所到之处就会唤醒那里的气体。这也解释了为什么正常星系往往都聚集在类星体的周围。不过有的天文学家的观点正好相反，他们认为这一成团现象正好说明了是星系产下了类星体并把它抛射了出去。 一种更有趣的可能性是，星系形成甚至可能都不需要有“沉睡"的气体云的存在。这是因为喷流每年可以喷射出多达1亿个太阳质量的物质，而这一状态又可以维持大约几亿年。这意味
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{
"title": "HSTACS/HRC"
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↑图 3:有宿主星系的类星体 HE1239-2426(右)和无宿主星系的类星体 HE0450-2958(左)之间的比较。版权:NASA/ESA/ESO/Frederic Courbin/PierreMagain。 着，在它们一生中，有可能会喷射出足够建造一个大型星系所需的原材料。
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{
"title": "寻找星云"
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那么如何才能证明是类星体诱发了星系的形成呢？其关键是寻找一个比HE0450-2958处于更早演化阶段的类星体及其附近的星系，尤其是与低温分子气体云相邻的类星体，因为恒星正是从分子云中形成的。 事实上，已经观测到了一些这样的系统。天文学家一直在为发现了和一氧化碳云相邻的类星体而困惑。但在这个理论下，它不但没有任何问题，还具有重要的意义。 进一步地，天文观测还证明超大质量黑洞在宇宙的早期就已达到它的最大质量。这表明，在星系形成前超大质量黑洞就已长成并统治着宇宙一正好和目前流行的观点相反。 当然，如果超大质量黑洞先形成，然后催生出了星系，那么超大质量黑洞又是从何而来的？这是目前缺少的一环。 虽然没有人确切知道，但还是有了一些想法。对类星体的观测显示，质量为太阳1千亿倍的超大质量黑洞可以在宇宙大爆炸之后10亿年内形成。多年来，天文学家都对此不知所措，不清楚这些庞然大物是怎样如此神速地成长的。 一种观点是，它们形成于小得多的、由恒星演化到末期缩而成的黑洞。在一个密度极高的星团中，几个这样的恒星质量黑洞可以并合成一个大黑洞，并且通过吸积物质继续生长。但对这观点的批评指出，恒星质量黑洞根本就无法在宇宙大爆炸后的10亿年内并合形成超大质量黑洞。 另一个方法则是形成一颗超大质量的恒星。这样的一颗恒星一旦形成，它就会由于其核心的核聚变根本不足以产生足够 多的热量来支撑其庞大的身躯而立即缩成一个超大质量黑洞。 根据计算，超大质量黑洞的种子会形成于超大质量恒星的内部，然后再以高速成长。最终，恒星的外层会爆炸，暴露出隐藏在其中的黑洞。为了验证这一想法，需要使用下一代的望远镜。 著名英国天文学家霍伊尔曾经证明，我们都来自星尘。但也许要不了多久就要补上一句，我们也都来自黑洞。A (责任编辑陈冬妮）) ↑图4：钱德拉X射线天文台拍摄的银河系中心区及其中央黑洞Sgr A*。版权:NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff 等人。
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{
"title": "一冰界"
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口维哲 230年前的1781年，业余天文学家赫歇尔在望远镜里发现了天王星；25年前的1986年，“旅行者2号"（Voyager 2）行星探测器在飞往外太阳系的途中，对天王星进行了人类首次也是目前为止惟一一次“近距”观测。 天王星由于距离地球太远，相较于火星、木星甚至土星而言，人类对它的了解可谓少之又少。习惯上，天文学家把天王星和海王星都归为与土星和木星一类的“气态巨行星”，但实际上，把天王星和海王星称为“冰巨星”似乎更为合适。特别是近来发现的很多太阳系外行星，与天王星的质量、组成成分都很接近，因此深入研究天王星的性质对更好地理解太阳系以及系外行星的形成等，都有着无与伦比的重要意义。 随着天文观测设备和手段惊人的飞越，地面上的大型射电望远镜（如位于智利的甚大望远镜，VLT）和光学红外望远镜（位于夏威夷的凯克望远镜，Keck）对天王星的观测数据日益完善，但1986年“旅行者2号"对天王星进行的惟一一次近距访问，仍是天王星观测历史上最闪耀的成功。 也都随它一起被“踢"了一脚，在其围绕太阳作周期为84年的公转运动时，天王星的南北两极交替着要么朝向太阳，要么朝向暗黑的深空。 这一切都于1986年1月24日“旅行者2号”与天王星“亲密接触”后得到全面改观。“旅行者2号”对天王星的观测始于1985年11月4日，在1986年1月24日到达距天王星顶部云层81，500千米处，这是人类的探测器与这颗遥远的太阳系行星所达到过的最近距离。“旅行者2号”对天王星的卫星、环带、大气、内部和磁场环境进行了探测，获得了大量数据，并拍摄了数千张图像。 “旅行者2号”的近距观测，发现了天王星的10颗新卫星。其携带的各种科学仪器对之前知道的天王星环系进行了前所未有的仔细探测，揭示了环系的精细结构，还发现了两个新环。根 据“旅行者2号”获得的数据，天王星的自转周期为17小时 14分钟。“旅行者2号"还发现天王星的磁场很强而且非常奇怪。最神奇的是，尽管由于天王星是“躺”在公转轨道上运行的，其赤道部分接受到的太阳光照要比极地少得多，但探测结果显示，赤道地区的温度却与极地几乎一样。
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"title": "卫星"
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“旅行者2号”拍摄了之前已知的五颗天王星卫星的清晰高分辨率的图像资料。其中最大的天卫三（泰坦尼亚，Titania）和天卫四（奥白龙，Oberon）的直径大约1600千米，
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"title": "“旅行者2号”"
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天王星距离地球约30亿干米，因此自1781年威廉·赫歇尔发现天王星后，在随后的200多年中，天王星始终是个谜。在“旅行者2号”到达之前，天文学家对天王星的了解可以概括为：5颗卫星（其中第一颗发现于1781年，第5颗发现于1948年）在夜空中只是非常小的光点；由9条环带构成的环系，直到1977年才对环系有所了解；天王星的自转周期介于16至24小时之间，具体数值未知，有间接证据证明天王星拥有磁场：不知道是什么原因使得天王星“横躺”在公转轨道上，围绕它的卫星和环系 “旅行者2号”看到的天王星 天卫三 差不多是地球的卫星月球的一半；而五颗卫星中最小的天卫五（米兰达,Miranda）的直径只有470千米左右。值得一提的是天卫五是距离天王星最近的大卫星，距离只有130,500千米，比地月距离还近，所以天卫五是擦着天王星顶部云层绕转的。天卫五表面伤痕累累，是出名的“百讷补丁被”，名副其实的地形大杂烩。一片地区可能是古老的陨击坑，另一片则遍布广阔的沟槽和断层，第三片地区竟然是暗黑的矩形区。总的说来整个卫星就是一团糟，满是断崖、巨谷、山脊。到底在这颗卫星上发生了什么？看起来天卫五的各部分好像在不同时期经历了熔化再重新冷却的过程。对天王星卫星轨道的计算机模拟显示，天卫五曾经被俘获在与天卫二(Umbriel)呈3:1共振的轨道上运行，这种共振轨道造成了对天卫五的引力潮汐作用，激起了其内部热能，结果产生了大量火山，只是基本上都是冰火山而不是熔岩。有科学家将天卫五与土星的卫星土卫二作类比，也许在早些时候，天卫五上也曾有今天的土卫二上那样的间歇喷泉。 当“旅行者2号”与天王星相遇时，它只能对每颗卫星的面进行观测，卫星的另一面处在阴影中。尽管后续还会有很多高分辨率的图像能够揭示卫星暗面的细节，但显然天王星的27颗卫星仍留给我们一大片空白，需要科学家更多的努力去探索。 哈勃空间望远镜在2003～2005年间发现了天王星的几颗新卫星。其中最引人注目的是一颗看起来很不起眼的小卫星一一天卫二十六（麦伯，Mab）。因为天卫二十六可能是人们理解天王星的某些环带形成演化的关键。 天卫二十六与相关的天王星儿环是哈勃空间望远镜于2003年发现的。天王星的这个环带比其他的环更弥漫,很像土星的E环，后者的组成粒子大都来源于寒冷的土卫二喷发出的水冰。而天卫二十六实在是太小了，其直径只有19千米，不可能拥有土卫二那样壮观的喷泉，但看起来它仍然是天王星μ环的物质源泉。 天卫五米兰达
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"title": "环系"
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说到太阳系行星的环系，人们最先想到的一定是土星。截至2008年我们知道的天王星环带有13条，除了早已知道的9条外，有两条是“旅行者2号”在1986年发现的，还有两条是哈勃空间望远镜于2003~2005年间发现的。虽然没有土星环带那么宽阔张扬，但天王星的环带要比木星和海王星的更复杂、更显眼。各环带的半径介于38000到98000千米之间，由于环带的反照率非常低，一般不超过2%，因此看起来非常暗。环带的主要成分是水冰，还有少量有机物。 天王星的几条主要环带只有几千米宽，不透明。当1986年“旅行者2号”接近天王星时，还没有能力对其环带进行更加精细的探测。而2007年，由于天王星的绕日公转正好运行到“春分点"位置，天王星的北极正对着太阳的方向。“春分点"这一特殊位置让地球上的各种望远镜和探测设备有了大好的机会对天王星进行新的观测，包括凯克望远镜、甚大望远镜、帕洛马天文台以及哈勃空间望远镜在内的各观测设备，都对天王星作出了新发现。 天文学家发现天王星的环系自“旅行者2号“时代以来已经发生了变化。1986 年,天王星的内环更暗,但现在,由于天王星处于“春分点”，突然之间内环变得非常突出明亮。如果说以前人们更倾向于认为天王星的环系是保持不变的，那么现在观测证明，由于多种作用（比方说引力、太阳光、静电）对微小尘埃粒子都有影响，所以发现天王星的环系改变也就不那么让人觉得不可思议了。例如编号为 的环,在观测期间已经远离行星 2000干米了。
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"title": "磁场"
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天文学家很早就知道天王星有磁场，但不清楚其具体情况。
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"title": "MATEUR STRONOMH"
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Size comparison of Uranus, the Earth and the Moon 天王星与地球和月球的体积比较 哈勃空间望远镜拍摄的天王星的黑斑 现在我们知道天王星的磁场偏离天王星中心超过8000千米。虽然由于天王星距离太阳太远，猛烈的太阳风到达这里时已经减弱很多，但仍对天王星的磁场造成非常重要的影响。天王星北半球的夏至日，在天王星“白昼”一面（也就是北半球）磁场只能延展至590000千米处，而在“暗夜”一面（也就是南半球）,磁场能延展至6000000千米处，太阳风对天王星的磁场影响之大可见斑。奇怪的是，天王星的北极对应的也是磁南极，虽然磁极也被“端”了一 Uranus, Rings and Satellites Hubble Space Telescope:ACS/HRC Miranda NASA and M.Showalter (Stanford University/NASA Ames)STScl-PRCO3-29 脚,偏离角度却为60°左右而不是天王星自转轴与公转轨道面间的98°。 随着天王星绕日公转，其磁场与太阳的相对位置也发生变化,有时与地球磁场与太阳的相对位置很相像：有时则直指太阳。由于磁场方向与太阳的相对位置不断变化，磁场与太阳风间的相互作用也在变化着，但具体情况如何只能等待如“探路者”（Pathfinder)这样新的探测器了。“旅行者2号”飞临天王星时速度太快，不可能对磁场变化作出有效观测。而研究天王星磁场的变化，不仅仅因为它是天文学的待解之谜，更重要的是，通过研究天王星磁极的转变对其气候等的影响，可以让我们更好的了解当地球的磁极反转时会发生什么。科学家想更深入地知道地球的磁场、电离层与太阳风相互之间的作用，以及地球的古磁场是如何工作的。 显然天王星磁场的偏离和非对称性与地球磁场有些不同，地球磁场的产生是因为熔融的内核绕自转轴转动，即所谓的“发电机原理”。而对于天王星来说，其磁场的偏离可能意味着这颗冰巨星磁场的发电机不在行星的中心，而是位于行星的外层，可能是其水冰气体中。 总的说来，天王星的磁场留给我们的疑问远远多于我们对它的了解，我们所能做的，就是期待新的探测器尽早启航。
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"title": "“端”了一脚"
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天王星最特别的地方还是其公转运动舒服的“躺”姿。天知道为什么它有这么奇特的运行方式，其自转轴与公转轨道面的夹角居然是98°。地球的这个角度是23.5°,火星最大为40°。一般认为地球这样的小个子行星是在原行星形成过程中被其他原行星撞了一下，所以会形成偏转一定角度的自转。但天王星这么大的偏转角度则令人费解，因为 在大约46亿年前，太阳系的原行星盘形成时，由于角动量守恒，原行星物质应该沿着同一方向绕太阳公转，到底在天王星形成过程中发生了什么惊天动地的事，才会有今天这么奇怪的天王星呢？ 最让人信服的一种猜测是年轻的天王星被一颗更小的，大约是地球大小的原行星“端”了一脚，这一脚的力道足够大，使得天王星整个躺倒在公转轨道面上。而天王星的卫星和环带都是后来形成的，仍环绕在天王星的赤道面上，看起来几乎垂直于天王星的公转轨道面。这个说法还能解释另一个天王星之谜：为什么天王星内部产热那么少？天王星本质上是太阳系行星中最暗弱的，它从太阳获得的辐射（大约是地球的四百分之一）几乎正好与其自身向外的辐射相抵。那么在天王星形成早期发生的这次碰撞可能带走了原行星形成时的大部分热量。当然还有其他解释：天王星特殊的轨道面夹角造成行星上由于季节变化导致的对流运动受限，热量不能有效地从内部向外部传导。那么究竞哪一种说法更接近真相呢？至今我们不知道最终的答案，这也许永远都是个谜——太悲观了？！
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"title": "“春分点”"
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对天王星和天王星的观测者来说，“春分"和“秋分”实在是个大事件，因为发生了太多改变！当1986年“旅行者2号”飞越天王星时，它正处于“冬至”，天王星侧向太阳，来自太阳的热量更加均匀地分布在整个行星上，因此其天气也更加稳定、平静一“旅行者2号”在整个行星上只探测到十个显著的云块。实际上在紫外波段看来，这些云块是极区暗斑，被同心的圆形亮区环绕，很可能是天王星大气环流使得甲烷气体形成的高密环带造成的。其中的一个这样的云块被称为极区“项圈”。 2007年，随着天王星运行到“春分点”，它的北极直面太阳。人们发现天王星南极的“项圈”消失了，取而代之的是北极暗淡的新“项圈”。同时天王星上的天气也迅速恶化，“黑斑”飓风系统开始出现。尽管距离太阳30亿千米（2009年天王星运行到其远日点），但弱化的太阳光仍足够引发天王星上季节的变化。由于“躺”在公转轨道面上，总的说来使得天王星的两极是最温暖的区域，而赤道地区是天王星最冷的部分。当天王星位于公转轨道不同地点时，来自太阳的热量可以剧烈地改变天王星大气的能量分布，这种被称为“强制”的效应使得天王星上的天气随季节大幅度改变。最大幅度的强制改变就发生在“分点”。 天王星是太阳系行星中受强制季节改变最大的行星。不仅是天王星南北两极中的一个要经受连续半个公转周期（即43年）的太阳直射，而且天王星的一半卫星在此期间也要连续被太阳光照亮，因 天王星的环系和卫星 此整个天王星系统都受到剧烈的强制季节变化控制。那么最近的天王星“春分点”显然为各方面观测提供了契机。
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{
"title": "未来"
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“卡西尼”探测器已经在前往土星及其卫星的探测路途上：也有计划探测木星的伽利略卫星，因为这些卫星都可能有地下海洋。那么天王星和它的卫星呢？欧空局(ESA)的中级探测项目计划"探路者"（Pathfinder）的申报截止时间在2011年2月，如果能够通过，“探路者”将作为最后三个候选计划之一而晋级下一竞争阶段。显然要到达天王星并进入其轨道是非常艰难的，也许天文学家会考虑先对天王星的某颗卫星进行探测。 如果成功获批，“探路者"的发射日期不会早于2021年。尽管当初"旅行者2号"只用了9年时间就飞临天王星，但那是借助于异常强大的泰坦IIIE/半人马号火箭以及木星和土星的引力加速。“探路者”将采用更直接的飞行路径和更小的飞行器，因此飞抵天王星的时间会更长，大约要15年。这就意味着，即使“探路者"计划能够按期得到欧空局的资助立项，而且一切按计划顺利实现，直到2036年之前我们都不会对天王星再有近距观测的机会。而天王星将于2030年运行到北半球的“夏至”点，如果探路者”能够在2036年飞临，那么它将看到跟“旅行者2号”成镜像的天王星。一一太值得期待了！A (责任编辑陈冬妮）
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"title": "月亮的7种表情"
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口易轩
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"title": "精神抖数：满月"
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人逢喜事精神爽,月到中秋分外明。满月总是带给人无限遐思,文人墨客对之逸兴遍飞，才子佳人趁之后园私会。宋代才女朱淑真《生查子》中的名句“月上柳梢头，人约黄香后”,所描述的时间就是月圆之夜，即农历十五的夜晚。这时的月亮几乎正好隔地球和太阳相对，被阳光照片的半个月球差不多正对地球。当太阳下山的时候,满月恰从东边的地平升起,直到黎明太阳将升起时，它才向西边隐没。 关于满月的传闻,在诗情画意另一面,还常有犯罪高发一说。很早之前，古人就相信满月更容易引发犯罪,许多警察、护士都反映,月圆之夜他们都要比往常更加忙碌。不过近些年的研究表明,这一事实可能真实存在,但满月会引发犯罪则未必是真。统计研究表明,比起平时,月圆之夜的人们活动更加频繁，当一轮美妙的满月高挂天空时，一家人常常会一起外出赏月，恋人们会到人迹较少处约会。所以,抢劫和其他罪案事件增加也就不足为奇了，按照比例来看,其实和往常并无差别。
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{
"title": "喜气洋洋：娥眉月"
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娥眉月是农历月初后两三天(娥眉月)或月未前两三天(更多时候称为“残月”)的月相。这时的月亮偏离日地连线不多，我们只能看到月亮表面被阳光照亮的一小部分,形如弯弯的娥眉。对北半球的观测者而言，娥眉月通常出现在傍晚的西方天空中,残月则出现在黎明前出现在东方天空。 当娥眉月的附近正好有两颗亮行星时，就有可能出现喜气洋洋的“天空笑脸”奇观。2008年12月初,金星、木星、娥眉月组成的笑脸,就曾温暖了全球，引得南北半球的民众竞相观赏，喷喷称奇。不过这样的奇观，至少要好几十年才会出现一次。而且月亮运行得很快,笑脸持续的时间只有一天左右。
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{
"title": "半遮半掩：偏食月"
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当只有一部分月亮进入地球的影子里时，我们就能欣赏到月偏食。这时的月亮也非常漂亮，一部分为晶莹的白色,而另一部分显得暗黑一片。不过如果用照相机拍摄时,只要调整好曝光参数,就可以拍摄到隐没在黑色中的暗红色。实际上这个暗红色与月全食时的红月亮颜色一样，形成的原因也完全相同。 月偏食、月全食都发生在满月时。与日食不同的是,发生日全食的时候,有的地方能看到全食，而有的地方只能看到偏食，例如 2009 年 7 月 22日的长江日全食，在北京地区全程都只能看到偏食。而发生月食的时候,只要能见到月亮的地区,看到的都是同一种月食,不会出现有的地方见到月全食而同时别的地方见到月偏食的情形。 或许居住在大城市的人们觉得“红月亮”并不新鲜。的确,如果留心观察的话,我们经常会看到当月亮刚升起不久或快要落山时,颜色发红,不过它并不是“正宗”的红月亮。这是因为这时的月亮高度较低，月光所需要穿过的大气厚度比月亮处于高处时更厚，地球大气层中的污染物颗粒吸收了其他波段的光,而红色由于波长较长,得以穿透尘埃抵达我们的眼睛,所以月亮看上去发红。随着月亮的升高，月光很快就会恢复白色。汽车的尾灯都设计成红色,正是因为在能见度较低的天气里,红光能传播得更远，更有利于行车安全。 真正的“红月亮”实际上只在发生月全食时才能看到。此时,地球挡住了太阳射向月亮的光芒,但是太阳光中的红光可以穿透地球大气，经过大气折射后照到月亮上,再被月亮反射回地球,所以我们就能看到一轮暗红色的满月。红月亮在文学作品和宗教故事中,常常会被赋予不好的含义,其实这只是十分平常的自然现象,大约每年(平均为13.5个月)发生一次，我们大可不必恐慌。不过月全食发生时,并不是每次都能被我们看到,因为发生月食的时候,我们这里很可能是白天,此时的月亮位于地球的背面，只有当时能见到月亮的地区才能见到月食。
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{
"title": "羞成个大红脸：红月亮"
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{
"title": "珠联璧合：新月抱旧月"
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有经验的天文爱好者常说,在一个万里无云的晴天,在农历月初或月未的上午 10 点前或者下午4 点以后,往太阳附近的方向看,能清晰地看见一轮弯弯的亮月牙,紧贴着它的,是另一轮暗灰色的凸月,它们一明一暗组合在一起,构成一个圆圆的月亮,异常美丽。这就是人们经常说的“新月抱旧月”。 亮月牙就是我们常见的新月（或残月）,而灰色的部分,则是被地球大气反射的阳光照亮的那部分月面,所以亮度比月牙暗淡许多。不过现在的城市由于污染,大气透明度不够,对阳光的反射率不高,已经很难用肉眼直接看见灰色的那半个月亮了。只有在晴朗的天气里,用照相机加长曝光时间,才能拍摄到这个景观。
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"title": "小鸟依人：月一地合影"
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“伽利略”号探测器在飞往木星的途中,对地－月系投下最后一警,拍到了这幅合影。照片上方黄白色的斑点是小鸟依人般的地球卫星一一月亮,而那个斑驳的蓝色半球，就是我们的家园。 借用已故美国著名天文学家、科普作家卡尔·萨根在《暗淡蓝点》一文中的叙述,这个蓝点上“有所有你爱的人、你认识的人、你听过的人、曾经存在过的人在活着他们各自的生命。这里集合了一切的欢喜与苦难、上干种被确信的宗教、意识形态以及经济学说,所有猎人和抢劫者、英雄和儒夫、各种文化的创造者与毁灭者、皇帝与侍臣、相恋中的年轻爱侣、有前途的儿童、父母、发明家和探险家、教授道德的老师、贪污的政客、大明星、至高无上的领袖、人类历史上的圣人与罪人,通通都住在这里 -粒悬浮在阳光下的微尘。” （责任编辑李鉴） 注：本文所列照片均来自网络。
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"title": "“惊鸿照影”：月亮的“地球照”"
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地球上发生日全食时，如果我们站在月亮冲着地球的暗面上,能见到此时的地球就好像一轮圆圆的满月,非常明亮。这时,地球反射的阳光也能把月球的暗面照亮,只是对地球上观看日全食的人们而言，这个亮度要比被月亮遮挡后的太阳的亮度（这时看到的是日冕，即太阳的最外层大气,亮度和满月差不多,只有在日全食时的时候才能用眼睛直接看到)还要暗淡得多,用肉眼根本无法分辨。但通过摄影,延长曝光时间,就可能拍到这时的月球暗面细节。这时拍到的暗月亮,被称为月亮的“地球照”。拍摄地球照难度很大,是很多天文爱好者观测日全食的挑战项目。
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"title": "第二届全国天文社团发展论坛附属项目新生校园天文社团发展创意大赛暨有奖征文启事"
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2010年夏,北京大学青年天文学会在内蒙古辉腾锡勒主办了首届“全国天文社团发展论坛”，来自京、津、沪、苏、皖、蒙、辽、甘、粤、鲁、晋等地的数十位精英就“校园天文社团的地区性联合协作的现状与未来"和“天文社团自身建设的瓶颈与出路”等问题交换了经验，取得了令人欣喜的成果。之后，第二届论坛筹备工作随即启动，拟于2011年夏季举办。本届论坛主旨一——探讨中国校园天文社团及相关团体发展建设问题，聚焦于如何通过完善社团自身、增进彼此合作、更好实现校园天文社团的目标；希望能够让全国最优秀的天文社团人在这样一个平台中交流碰撞，得出最有价值的研讨成果；也欢迎初级天文社团人参与。本届论坛更多具体资讯将通过论坛官网（见文末）等渠道继续通知，敬请关注。 为使第二届论坛取得更加丰硕成果并有力促进中国校园天文社团群体的壮大和成熟，北京大学青年天文学会拟定发起“新生校园天文社团发展创意大赛”和征文活动。有关方案如下：
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"title": "1、参加资格"
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（1)新生社团发展创意大赛：参与者可为在校师生，有意在一年之内创建高校天文社团者，或成立时间晚于2009年9月1日的新创天文社团，以社团名义参加。 (2)社团发展征文大赛：在任或已卸任的天文社团骨干,或其他对校园天文社团发展有见地的人士，以个人身份参加。
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"title": "$2$、作品要求"
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（1)新生社团发展创意大赛：请综合考虑学校自身特点、人员构成、外界环境等因素，构思一个即将成立社团或已成立新社团的发展方案。鼓励有特色、有创意的方案，但要求务必联系实际情况以期切实可行。并请设想，假定现在您获得了1500元的奖励经费，您将如何在一年的时间内分配和使用它（亦包含其他既有资源及资源渠道的分析和使用计划)？请做出尽量详细的预算和分析报告。 （2)社团发展征文大赛：请阐述您对天文社团发展的某一方面的见解，要求结合自身社团工作经历，主旨明确、分析深入、有启发意义。可从以下几个角度出发(不限)： A、如何优化天文社团合作组织的运作； B、天文社团如何加强内部建设； C、天文社团如何寻求与商业机构的合作； D、新社团如何快速成长； E、天文社团活动形式与内容的创新。 （3)所有参赛者：请在官方网站下载电子版社团信息表格，填写并随作品发送。 （4)字数要求：征文大赛1500字-5000字，新社团孵化方案不限字数（建议在10000字之内）。 （5)截止日期：2011年4月15日 （6)原创性要求：请保证参赛作品为个人或集体作者原创,并标明引用。
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"title": "3、投稿方式"
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请将.doc格式的电子版作品发送至astrofo-rum2wen@163.com，标题请注明【征文】。
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"title": "4、奖励办法"
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我们将邀请资深天文社团人组成评审团对来稿进行评定，选出若于具思考深度、创新性、可行性的优秀作品。奖励办法如下： （1）新生社团发展创意大赛获奖者三至五名，其方案针对的社团集体将获得1000-2000元资金支持，并有机会获邀在本届论坛的“新社团成长”主题板块发言，资金援助具体形式将在合适时机发布。 （2)社团发展征文大赛获奖者若干名，作者个人将获得300-500元的奖励，并有机会获邀在本届论坛相关主题会议中发表报告。
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"title": "特别鸣谢"
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北京天文馆论坛首席顾问：北京天文馆馆长朱进博士
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"title": "组委会联系方式："
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邮箱：pkuyas@163.com；人人主页：北大青天会 竞赛和征文最新、完整方案请见论坛官网astromap. lamost.org,完整方案以网站为准。本竞赛方案最终解释权归北京大学青年天文学会第二届全国天文社团发展论坛组委会所有。A 北京大学青年天文学会 口高瞻
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"title": "春节日期和正月"
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“金虎辞旧岁，祥兔报新春。”在喜庆的烟花爆竹声中，人们度过了快乐祥和的兔年春节。节日期间翻看年历，有人提出这样的疑问：去年的农历春节在公历的2月14日，今年的春节却在公历2月3日，而明年春节是在公历1月23日。春节为什么在公历中有这么大的日期差别呢？其实，这个疑问不难解释，原因在于我国目前同时使用的公历（阳历)和我国传统的农历属于两种历法。 在世界通用的公历中采用的是平太阳日，把地球绕太阳公转一周算作一回归年，平年约为365日，闰年约为366日。我国传统的农历是以月亮圆缺变化的周期为依据，一个月约29.5日，12个月为354日或355日，比公历年少了 11天左右（10天${ \sim } 1 2$天）；春节是我国人民的传统节日，固定在农历每年的正月初一，由于历法不同，春节日期在公历中的日期当然就不是固定的。 如果任由农历和阳历间的天数相差下去，必然就要出现春节在夏季过的现象。因此，为使得春节在阳历的时间能保持相对稳定，我国的历算工作采取“19年7闰”法，即在19个农历年中设置7个闰年。这样，如果上一个农历年没有闰月，那么下一年的春节就比上年提前11天左右；如果是上年农历有闰月，下一年的春节就比上年推迟19天左右。 事实上，农历春节与公历对应日期确实变动较大，有“早春节”和“晚春节”现象。例如1982年1月25日和1966年的1月21日就是“早春节”，1985年2月20日是“晚春节”，这与前两者相差了25天$\sim \! 3 0$天。2010年是农历庚寅年，由于该年是农历平年，全年12个月共354天，比公历年少11天；根据前面说过的规则， 地质年代表 2011年农历辛卯年的春节要比去年提前11天。同理，由于农历辛卯年也是平年（共有354天），因此2012年农历王辰年（俗称龙年)的春节同样要比2011年的春节提前11天，即春节日期就落在了公历2012年1月23日。 我国民歌里常有这样的歌词：“正月里来正月正”、“正月里来是新春”.……·。为什么把农历一月称为“正月”,这个“正"字发音为“征”，其表示什么意思呢？据有人考证，我国上古时期每年以哪个月为第一个月，在各朝代不尽相同，在夏朝时把一月作为每年第一个月，而商朝、周朝、秦朝则分别把十二月、十一月、十月作为每年的第一个月；后来一般是以冬至为岁首，即一年的开始。这些朝代每每更改月份次序时都把更改后的第一个月称作“正月”。所谓“正”就是改正的意思。据此有人推知“正月”的“正”原来读为“zhéng”。周朝时，国家大事都安排在每年开头的正月 处理,所以“正月”又名“政月”。后来，中国出现了秦始皇（赢政），他是正月出生的，取名为“政"。传说秦始皇觉得“正月"的“正（zhéng)”和自己名字同音犯了忌讳，下令把“正月”的“正"改读为平声（zhé ng,音"征”）,这种读法一直沿用至今。
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"title": "“人类世”——地质学的新概念"
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2010年3月，由诺贝尔化学奖得主保罗·克鲁岑(PaulCrutzen)等专家组成的工作小组发表研究报告指出，人类已对地球生态环境造成非常广泛的、前所未见的变化,地球可能正步入一个新的地质时代——“人类世”（Anthro-pocene)。 大气化学家克鲁岑于1933年出生于荷兰的阿姆斯特丹。1959年他在斯德哥尔摩大学学习数学,统计数学，气象学和大气化学。他的研究领域主要关注的是，自然界和人类活动所造成的臭氧光化学污染对同温层和对流层的影响。同时他确定了热带地区的生质燃烧是干季空气污染的重要来源，以及其对地球气候的潜 在影响。$1 9 7 7 \sim 1 9 8 0$年他在美国科罗拉多洲伯德市国家大气研究中心担任研究总监。之后,到2000年他退休，他一直在德国马克斯·普朗克学会下属的化学研究所工作。他还在美国加州大学圣地亚哥分校斯克利普斯海洋研究所领导研究工作。因他在探索发现臭氧层破坏的化学机制方面作出了卓越贡献，克鲁岑于1995年与美国马里奥·莫利纳（MarioMolina)和舍伍德·罗兰(FsherwoodRowland)共同获得诺贝尔化学奖。 地球45亿年的历史被分成几个重要的“代”、“纪"和“世”，“全新世”是在最后的冰河时代之后开始的。克鲁岑认为，人类活动对地球的影响足以成立一个新的地质时代。在2000年,克鲁岑和另一位学者一道提出了一项建议，该建议涉及到地质学上的一个重要问题，即年代划分。地质学的一个很重要的部分，就是把地质年代搞清楚，它涉及到生物的进化、地壳的演化、地表物质以及大气的变化等等。 研究表明，由于污染、人口大量增长、城市化、移民、采矿和矿物燃料的使用，人类已经改变了地球的生态，而且其影响将达数百万年。科学家发现，人类活动在很大程度上改变了地球的面貌，由于人类的巨大影响，地球地质史上一个新世已经开始。也就是说，我们要与一万年之久的全新世说“再见”。科学家们担心，人类造成的破坏，将导致地球史上第六次大规模物种灭绝，成千上万的植物和动物物种将会消失。克鲁岑表示，早在19世纪晚期，科学家便将人类对地球产生的重要影响以及一个灵生代已经开始的可能性附之笔端。在参与国际地圈生物圈计划时，克鲁岑和一名同事在他们撰写的科学通讯中提到了一些戏剧性变化。他们说：“在过去的一个世纪，城市化的速度增加了10倍。更为可怕的是，几代人正把几百万年形成的化石燃料消耗尽。”克鲁岑正是从地质历史年代的角度提出了“人类世”这个地质学新概念。 众所周知，自260万年前以来是第四纪。第四纪又分为两个世，一个叫"更新世"（ThePleistocene），一个叫“全新世"（The Holocene）。更新世指的是从260万年前到一万多年前的地质年代；而从一万多年前直到现在的则叫“全新世”，克鲁岑的研究认为这种提法不妥，因为在过去的两百多年中，人类已经成为了主导的地质学因素。所以他认为，我们已不再处于全新世了，而是到了“人类世”（TheAnthropocene)的新阶段，因此提出了一个与更新世、全新世并列的地质学新纪元一—“人类世”。克鲁岑认为，人类世从1784年瓦特发明蒸汽机开始，也就是说从工业革命开始。克鲁岑还提出了一个假定，即“人类世"终止的年代,往后距现在还有大约一万年以上。
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"title": "地球环境危机警钟长鸣"
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2010年成立的包括保罗·克鲁岑的专家组正在进一步全面收集证据，证明地球已经由“全新世”进入了“人类世”。据媒体报道，专家组将考量人类活动给地球带来的变化,包括对地球的生物多样性、岩石结构的影响以及污染和采矿等因素带来的冲击。该专家组的研究成果有望在3年内提交给国际地质科学联合会，再由该会确认地球是否已进入新地质时期。 克鲁岑为什么要提出人类世的概念呢？看来他主要是想强 各种温室效应气体在过去1500年间浓度的变化曲线。三条曲线红色对应二氧化碳（大气中的二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm激增到2005年的379ppm);黄色对应一氧化二氮,蓝色对应甲烷。除了二氧化碳，人类排放的甲烷和一氧化二氮等其他温室气体，浓度也增加得非常快。 150年来世界平均气温的变化示意图。自1850年开始使用温度计记录气温以来，在这100年间世界的平均气温上升了0.74摄氏度。而且变暖的趋势越来越快。目前许多科学家认为，人类活动产生的二氧化碳等温室效应气体浓度的上升是引起全球变暖的原因。 调近代以来的人类活动对地质的巨大影响。人类的活动，尤其是工业革命后的人类的活动，已经成为了一种地质营力。什么叫地质营力？大家知道，地质作用是作用于地球的自然力使得地球物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用，而引起地质作用的自然力就叫做地质营力。 一般说来，地质作用可分为物理作用、化学作用和生物作用。它们既发生于地表，也发生于地球内部。有的剧烈急促，如大地震；有的微弱缓慢,如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。地质营力，有内力、外力之分。内力指的是地壳构造的运动，臂如地震和造山运动。外力指的是大气、海洋、河流、冰川等的运动，臂如大气运动造成了沙漠、黄土、
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"title": "MATEUR ASTRONOMEO"
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沙尘暴等。传统的地质学理论中，人类是不包括在地质营力里的。克鲁岑的“人类世"概念把人包括进来，即人也是一种地质营力，特别是瓦特发明蒸汽机以后，人已经成地球一种主导力量。地球作为一个系统，包括了大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈，等等。所有这些圈均受人类活动的影响，人成了整个地球系统中最活跃的因素。臂如人可以影响到大气，人可以影响到生物，人可以影响到海洋，人可以影响到河流，人可以影响到土壤，人可以影响到岩石·· 还有一些学者则将“人类世”拉到更早的时期，例如人类开始务农的时期。虽说大部分环境转变是工业革命的直接后果，但有的科学家却认为，“人类世"应可追溯至8000年前人类务农开始。当时，人类分散在各大洲，而正值新石器革命。农业及畜牧业补助或取代了狩猎收集者的生存方式，紧随的正是一浪浪的灭绝事件，由大型的哺乳动物至陆上鸟类。其直接成因是人类的活动（如广泛的猎杀活动)所影响，间接地是因将土地改为农地所致。许多地质学家也将这段时期称为全新世。 具有权威性的科学家指出，人类影响地球自然动力学过程从以下几点可以看出：（1）人类可能在今后数十年或数百年内用尽地球几亿年来积蓄的化石燃料；$( 2 ) 5 0 \%$的陆地表面直接因人类的活动而改变，并伴随着生物多样性、营养物质循环、土壤结构、生物及气候等方面的变化；（3)用作氮肥的人工合成的氮较陆地生态系统自然合成的为多；（4)人类已经消耗了一半以上的淡水；（5）温室气体中其他微量成分的含量在大气中也在增多；（6)海岸带和海洋生境的改变：大约有$5 0 \, \%$的红树林消失了，湿地也减少了近一半：（7）据相关数据统计，$2 2 \, \%$的渔业过度捕捞（其中$4 4 \, \%$达到了极限)。其实，“人类世"的提出，不仅仅是划分一个新的地质时期，而是敲响了地球环境危机的警钟。“可持续发展"早已经作为中国政府一项很重要的国策提出，在构建和谐社会，奔向现代化强国的进程中，人们要不断地同各种环境污染作坚决的斗争。“人类世"既不应是一个人类受制于自然环境变化的时期,也不应是一个人类破坏自然环境的时期，而是一个要求地球人必须与自然和谐共处的时期。
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"title": "岁差与北极星“轮流坐庄”"
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在日、月引力作用下，地球自转轴在空间并不保持固定的方向，而是不断发生变化；地轴在黄道轴的周围作圆锥形的运动称为岁差。玩过陀螺的人都知道，快速转动的陀螺，受地球重力拉动而倾斜时，陀螺的旋转轴会绕着与地面垂直的轴线，描绘出一个圆锥面。地球酷似一个庞大的不停地旋转着的陀螺。在太阳和月球的引力作用下，也会使地球的转轴绕着地球绕太阳转动的平面的轴线，作缓慢的圆锥运动，运动方向与地球自转方向正相反，大约2.6万年转一周。地轴同地面相交于南北两极，地轴的无限延伸叫天轴；天轴同天球相交于南北天极，是天球周日运动的旋转轴。南北两极在地面上的位置，可用来表示地轴在地球内部的位置；南北天极在天球上的位置，可用来表示地轴在宇宙空间的位置。地轴在地面上通过哪里，那里就是地理南、北极；地轴在天球上指向哪里，那里就是南、北天极。无论是地球南、北两极，还是天球上的南北天极，都是由地轴的位置决定的。古时候 人们看到，地轴向北天球所指的方向上有一颗肉眼可见的恒星，所以将其取名为北极星。 由于岁差，北天极随着时间的推移在恒星背景上不断改变位置。例如在4800年前,北极星不是现在小熊座$\upalpha$星，而是天龙座$\upalpha$星，中国古代称它为右枢；在公元1000年，也就是我国北宋初年的时候，地球北极指向的北天极离现在的北极星（小熊座$\upalpha$星)的角距还有6度。现在地球自转轴北极指向的北天极离小熊座$\upalpha$星的角距约不到1度（48分）。到公元2100年前后，地球自转轴北极指向的北天极和小熊座$\upalpha$星之间的角距最小，仅有约28角分。以后，地球自转轴北极指向的天空将逐渐远离小熊座$\upalpha$星。到公元4000年前后，仙王座$\upgamma$星将成为北极星。到公元14000年前后，天琴座$\upalpha$星织女星将获得北极星的美名。地球自转轴这样摆动一周的时间，大约是26000年。在大约13200年后，北天极又会靠近小熊座$\upalpha$星。 由上述可见,地球南北两极在地面上的位置和南、北天极在天球上的位置，都不是一成不变的。这是因为地轴在地球内部的位置和它在宇宙空间的位置，,都是在变化着的。应当明确指出的 地球像一个陀螺那样在太空不停地旋转示意图 观测发现，地球自转轴与公转轨道并不垂直；地轴并不稳定，地球好似一个倾斜的陀螺在地球轨道面上作圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空中的某一个方向（如北天极）,而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指向的这种不规则是地球运动所造成的。 “北极星”随天北极移动而变更示意图。“北极星”与北天极并不总是一致的，由于地轴进动大约每26000年循环一次。现在的北极星是小熊座 $\upalpha$星，它距北天极的角距约不到1度(48分)。 是，上述的变化属于两种不同的运动：地球极移和地轴进动。 让我们先说说地轴进动吧。“进动”一词原是物理学的术语，是指转动物体的转动轴环绕另一根轴的圆锥形运动。地轴进动的原理与陀螺的进动相同。一个陀螺在正常旋转时有保持轴线方向不变的特性。如果我们把旋转着的陀螺轻轻地推一下,使陀螺的自转轴倾斜，这时，重力产生的力矩，有使陀螺倒向地面的作用。但由于陀螺在旋转，它并不倒向地面，而是在重力作用下产生进动：它的旋转轴会绕铅垂线缓慢地摇晃，并在空间画出一个圆锥面，进动方向与自转方向相同。随着陀螺旋转速度减慢，到一定时候，重力的作用最终使得陀螺倒地。 地轴进动的发生同地球的形状、黄赤交角和地球自转有关，地球是一个明显的扁球体，它的赤道部分由于自转的惯性离心力的作用，形成环形隆起。月球和太阳对赤道隆起可产生附加的引力。由于黄赤交角（以及黄白交角)的存在，使月球和太阳经常在赤道平面以外对赤道隆起施加引力。月球对两部分赤道隆起施加引力，以地心为中心，分别产生力矩M1（向月部分）和M2（背月部分）。力矩M1的作用，是把赤道面“拉"回到黄道面，或使地轴垂直于黄道面；力矩M2的作用，则使地轴倒向黄道面。但因距离的不同，向月一侧的引力，要大于背月一侧的引力，因而M1>M2,合力矩M1-M2为正。由于地球的自转,合力矩的作用使地轴产生了进动。南、北天极在天球上的移动，反映了地轴投影在宇宙空间的运动,其原因在于地轴进动。 科学家的观测结果告诉我们,地轴进动有多方面的表现。例如，地轴进动表现为天极的周期性圆运动，在北半球看起来，北天极以北黄极为中心，以$2 3 ^ { \circ } \ 2 6 ^ { \prime }$为半径，由东向西作圆运动每年移动$5 0 . 2 9 ^ { \prime \prime }$，历25800年完成一周。随之而来的就是前面提到过的“北极星"的变迁。地轴进动还表现为赤道面（和天赤道）的系统的变化。赤道面永远垂直于地轴，当然要随着地轴的进动 南天极在星空背景上的长周期变化示意图 而变化，从而使天赤道与黄道的交点（二分点)以同样的方向（向西)和速度(每年$5 0 . 2 9 ^ { \prime \prime }$ )在黄道上移动,约71年又7个月移动$1 ^ { \circ }$。这就是所谓“交点退行”。二分点、二至点因地轴进动而在黄道上不断西移。由于交点退行（西移),使以春分点为参考点度量的回归年略短于恒星年。岁差就是恒星年与回归年的时间之差，它就是太阳要走完那一段弧所需要的时间，约20分钟多一些。 由于岁差，同一颗恒星的位置随着时间的推移而发生变化，公元前150年前后，古希腊天文学家、西方古代天文学创始人喜帕恰斯就是从比较他观测的星表和前人的星表中，发现了岁差。我国古代天文学家虞喜也在公元330年，独立发现了岁差。岁差的发现，是我国历法研究上的一大进步。 现在人们已经知道了关于造成岁差的原因，即地球并非是个滚圆的球体，由于高速自转的结果，使它的赤道部分隆起，而月球和太阳又不是在天赤道上运动，所以对地球隆起部分产生力矩，其结果就是造成天极绕黄极的运动，大约25800年顺时针方向（从北半球看)旋转一周，描绘出一个圆锥面。此圆锥面的顶角等于黄赤交角$2 3 ^ { \circ } \ 2 6 ^ { \prime } \ 2 1 ^ { \prime \prime }$ )。于是天极在天球上绕黄极描绘出一个半径为$2 3 . 5 ^ { \circ }$的小圆，也使春分点沿黄道以与太阳周年视运动相反的方向每25800年旋转一周，每年西移$5 0 . 4 2 ^ { \prime \prime }$ 这种由太阳和月球引起的地轴的长期进动（或称旋进)称为日月岁差。另一方面，由于行星的引力作用，地球公转轨道平面不断地改变位置，这不仅使黄赤交角改变，还使春分点沿赤道产生一个微小的位移，其方向与日月岁差相反，这一效应称为行星岁差。行星岁差使春分点沿赤道每年东移约$0 . 1 3 ^ { \prime \prime }$。在日月岁差$5 0 . 4 2 ^ { \prime \prime }$减去行星岁差$0 . 1 3 ^ { \prime \prime }$，剩下的$5 0 . 2 9 ^ { \prime \prime }$是春分点每年西移的数值，称为周年总岁差。（待续）A （责任编辑李良）
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"title": "两小儿辩日# 小见谭心伊界 口谷运如"
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“辩日”出自列子《汤问》篇。话说孔子到东方游学，途中遇见两个小孩儿在争辩，便问他们争辩的原因。 一个小孩儿说：“我认为太阳刚刚升起来的时候距离人近,然而到中午的时候距离人远。” 另一个小孩儿认为太阳刚升起时距离人远，而到中午的时候距离人近。 第一个小孩儿说：“太阳刚刚升起时大得像个车篷，到了中午的时候小得像一个盘子，这不是距离我们远的东西看起来小而距离近的东西看起来大吗？” 另一个小孩儿说：“太阳刚出来时十分清凉，到了中午的时候就像把手伸进热水里一样热，这不是距离越近的东西让人觉得越热，而距离我们越远的东西让人觉得越凉吗？” 孔子不能判断他们谁对谁错。 两个小孩笑着说：“谁说你知识渊博呢？” 故事中两个小孩争辩的是：早晨和中午比较，太阳离我们远近的问题。用天文学、物理学和生物学观点解释，两个小孩见到的和感到的只是现象。他们解释的理由都值得研究。 肉眼观察不同类型的事物判断常会产生错觉。如图1，看起来竖线CD似乎比横线AB长些。图2,平放的两条等长的直线也使人感到$\complement \square > \A B$，实际上$\C D = A B _ { \circ }$图3，两条平行线由于两组斜交平行线的参加而似乎不平行了。图4，同样大小的两个圆，看起来大圆中的小空白同心圆也似乎比有阴影的小圆大些。 同样，凭肉眼估计天上物体大小也会 产生错觉。首先，因为同一物体，放在比它大的物体群中显得小，而放在比它小的物体群中显得大。早晨，太阳从地平线上升起，远远看去，地平线上的山丘、村庄、房屋、树木等都显得很小，太阳和它们一对比，觉得如此遥远处，太阳的光盘还呈现这样大的尺度，太阳好大呀！中午时，太阳高高升起，位于天顶附近，这时在天穹上没有物体和它比较，低下头来看看眼前的房屋、树木都比太阳大得多，因而感觉大阳小。 其次,同一物体白色的比黑色的显得大些，这种物理现象叫做“光渗作用”。太阳初升时，背景是黑沉沉的天空，太阳格外明亮；中午时，背景是万里蓝天，太阳与其亮度反差不大，就显得小些。 同时，地球表面包围着一层大气圈，大气高空稀薄，下层稠密。早晨时，太阳光线来自地平线，通过大气层的厚度大，大气中悬浮着许多微粒、尘埃和水汽等，使空气透明度减弱，看上去有些朦胧不清，因而觉得太阳远。中午时，太阳光线通过大气层的厚度小(如图5),，看起来清楚，也就觉得它近。 再者，肉眼的错觉也使我们看到的天穹不是半圆球形，而成为一个压扁了的弧形。图6(见下页)左图橙色部分，在观测者眼中所张开的角度是相等的，但它们和扁平天穹所交的弧却大小不同，$\mathrm { I I I } > \mathrm { I I } > \mathrm { I } _ { \circ }$图6右图所示就是在扁平天穹上太阳视大小的差别，早晨大，中午小。原因却不是早晨近，中午远。俗话说：“耳听为虚，眼见为实”，看起来眼见也不一定“实”。 为什么早晨凉、中午热呢?因为地球表面的热能主要来自太阳。地球是一个不透明的球体，又不停地自转，总是一面朝向太阳， 图1 图2 图3 图4 图5 一面背向太阳，因而昼夜有温差，夜间冷，凌晨最冷。太阳刚出地平线时，地面空气温度仍然较低，早晨阳光斜射，阳光在大气里走过的路程较长，热量被吸收得多，所以早晨较凉。随着太阳高度增加，气温才逐渐升高，中午阳光入射角较大，所以中午较热。可见早晨凉、中午热的原因也不是早晨太阳远，中午太阳近。而距离太阳的远近，是随着季节不同而变化的。如果地球只有自转，或地球沿正圆轨道绕太阳公转，我们中午离太阳较近，早、晚远些,差别最大约6400千米(即地球半径,见图 7)。 图7 在这里，还得有一个假设条件，即有两个参照点，也就是说在文中应该有两个中心点，一个是地球，一个是两小儿所在的地区。如果以地球为中心点，假设地球的公转轨道为正圆，那么太阳离地球的距离应该是不变的,在早上和中午时都是一样的。如果以两个小儿所在的地区为中心点，那么在同一天就应该是中午的时候会更近些。大家知道，地球是球体，假设两个小儿所在的地区为图7中的A点，此时正好位于晨线之上，这时两个小儿所在的地区看到的太阳就是早晨的太阳。随着地球自西向东自转，B点即中午时两小儿所在位置。由图可知，在以两个小儿所在的地区为中心点时，早上的太阳比中午的太阳离两小儿所在的地区较远。 图 6 但是，地球环绕太阳运行的轨道是一个椭圆轨道，地球距离太阳的远点距离约为15200万千米，近点距离约为14700万干米，两者相差500万千米,地球环绕太阳运行一周用时约365天，其沿径向运动的距离为1000万千米，沿径向运动的平均速度约为1140千米／小时，从早晨到中午的时间按6小时计，则地球距离太阳由于地球沿径向运动速度产生的位移约为6840千米，比地球自转所造成的距离变化略大一些。 因此，两个小孩争论的远近问题答案是：地球从近日点往远日点运动的过程中，每天早晨的太阳总会比中午的太阳离我们近。而从远日点到近日点运动的过程中，每天早晨的太阳则总比中午的太阳远。（图8) 诚然，距离的远近，可以造成视大小的差异。如太阳半径约70万千米，月亮的半径只有1738千米，太阳是月亮的400倍。如在同样远处看太阳要比月亮大得多。但是日地距离1.5亿千米，月地距离只有38万千米，太阳也比月亮远390多倍，所以肉眼看太阳和月亮大小差不多。500万千米的距离差别造成太阳视大小的差异，肉眼是不好分辨的，谁曾注意过冬天的太阳比夏天的太阳大些（也无法放在一起比较)?早晨到中午距离差别最大只有一万多千米，更是不可能看出大小差别的。距离的远近，也可以造成地球获得太阳热量多少的差异，500万千米的距离差别能造成约$7 \%$左右的热量差异。若以在近日点地球获得热能为$1 0 0 \%$，则当远日 远日点点时，全球获得热能约为 7月3、4日$9 3 \%$。比如7月份，地球过远日点时，太阳直射在北半球，全球获得的太阳热 能有$7 0 \%$分配给北半球，则北半球的热量为$9 3 \% \times 7 0 \% = 6 5 . 1 \%$ (与近日点的$7 0 \%$相比差$4 . 9 \% )$。而1月份，地球过近日点时，太阳直射在南半球，北半球获得的热量为$3 0 \%$ (与近日点$9 3 \% \times 3 0 \% = 2 7 . 9 \%$相比只差$2 . 1 \% ) _ { 0 }$可见一年内因距离太阳远近使地球获得热量多少的变化是不大的，人类也很难区别由此造成的凉热差异。早晨到中午的距离差别，最大不过一万多千米，造成的热量差异是微不足道的。何况就北半球而论，寒冷的冬至日后十多天，地球恰恰处于近日点！可见太阳视大小和感觉凉热与太阳距离地球的远近没有多大关系。 因看起来早晨大、中午小，而认为太阳离我们早晨近、中午远是错觉，事实上有时却是早晨远、中午近。因感觉早晨凉、中午热，而认为太阳离我们早晨远、中午近也无科学依据，因为有时是早晨近，中午反倒远些。 总之，“辩日”是一个很有趣的传统题目。看起来早晨大、中午小,是地球大气物理现象或肉眼错觉造成的，并非因“近者大,远者小”。早晨凉、中午热，是气象等因素造成的，也并非因“远者凉，近者热”。 “辩日”的故事是虚构的，但它提出的问题却是耐人寻味、值得研究的科学问题，古今中外对这个问题讨论了几千年。一些著名专家认为用现代科学的观点看，“这个问题并不像表面上那样简单。"问题产生的原因,不仅与地球的自转、公转、昼夜交替、四季变化有关，还与观察者所处的经纬度位置有关，或许还包含着深刻、丰富的哲学问题，如人们的经验是否绝对，推论合不合逻辑，圣人知不知?是知而不言,还是不知为不知，不知是否就不算有大学问，等等。A （责任编辑张恩红）
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"title": "诗词歌赋中的星座世界（一）天上群星朝北斗 口王玉民"
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北斗回构正指西，丹梯从此与天齐。为君抱注银潢水，一洗人间火宅迷。【宋】胡寅《登上封三绝》 从这一讲起，我们步入一个新的领域——星座世界,开始分析鉴赏中国古代诗词歌赋中关于星座描写中的美感、科学和无数历史故事。 中国古代对星座的划分是特别重视的。对于现代星座体系，读者可能已经很熟悉了,现代星座有88个,是以古希腊星座体系为基础演化形成的。但我们一定要知道，我们头顶的星空还有另一套完整的星座划分方式——那就是与中华文明、中国传统文化伴随始终的中国星座体系。实际上，人类历史只有这两种完整的星空命名体系。为什么只有两种？原来，在人类历史上，星座体系产生、完善的时代是公元初年前后，而那时，全世界有三分之一的人居住在地中海沿岸，三分之一的人居住在中华帝国一带，另三分之一的人散布在世界各地，所以才出现了这样的两套历史 瑰宝。看来，作为中国人，我们实在应该好好了解中国星座,并为之感到自豪呢！ 中国星座与西方星座有显著的不同，我们的祖先在划分星座时，等于是在天空再造了一个人间，星座的命名有帝王、文武百官、国名、宫殿、机构、建筑、战场、田园、人物、器物、动植物、城市、河流等，数量多达283个。古代在“天人合一"思想的支配下，观星的主要目的是占卜，天文学家要通过观测星象的变化预测人间的军国大事，所以形成了这样一套划分体系。 在所有的星座中，我们最熟悉的当数北斗七星了。一则因为这七颗星都比较亮，排成勺斗状，在天空中十分醒目，二则是它们离北极很近，古代就有“天上群星朝北斗”的说法，所以它们在星空中起到了“统帅"的作用。因此北斗“勺子星"可以说妇孺皆知。好，那我们的星座专讲就从北斗讲起，渐次展开。 为什么说“天上群星朝北斗”呢？原来，在古代，天北极离北斗比现代要近得多，公元前5000年，简直可以粗略地把北斗看作北极，所以才流传下来这种说法。随着地球的自转，北斗不断绕北极旋转， 题图北斗七星照片，“辅星”亦清晰可见。 一昼夜之间，长长的斗柄会不断指向不同的方位。本文开头引用的宋人胡寅的诗，就是写北斗的这一现象，诗人夜晚登高北望时，发现北斗星的勺头正指向西方，他感到自己仿佛置身于一架登天的丹梯上，忽发奇想：何不用北斗留取银河之水，浇向大地，一洗人间的烦恼（“火宅"是佛教用语，指烦恼的俗界)？
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"title": "北斗七星的专名"
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北斗七星属今大熊座的一部分。七颗星从勺头开始顺次叫做北斗一、北斗二…·北斗七，另外每颗星还有专名，按上述顺序叫天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。唐代丹元子(王希明)所作专用 图1北斗与大熊座的关系，“三台"的位置。 图2北斗七星的专名以及与北极的关系。 于记忆星座的《步天歌》，写北斗的句子是这样的： 北斗之宿七星明，第一主帝名枢精，第二第三璇玑是，第四名权第五衡，开阳摇光六七名,摇光左三天枪明。 这样，歌谣把每颗星名用口诀的形式交待得很清楚，非常便于初学者的辩认和记忆（“天枪"是摇光旁的一个小星座)。 元代王选(shén)的《帝车赋》：“灵枢告予以其故兮,维景曜之所;璇玑权衡璀璨而错落兮,开阳摇光晃朗而相宣。”也一气贯注,给出了七颗星名。 这七颗星中，天枢和玉衡比较重要，因为天枢是北斗第一星、天极的枢纽，玉衡是北斗中排成一线的中间一星，有重要的指向和平衡作用，所以它们出现在诗词中的频率比较高。看宋朝曹勋的《题建宁府分水岭铺》 三年闽海类飘萍,今近天枢第一星。虽是玉京犹万里,江南山已望中青。 建宁府在今福建建阳一带，诗人在闽海蛮荒做官，近似漂泊，在一天的晚上，抬头一望，正见北斗第一星一一天枢，挂在北天，顿时像看到了远在万里之外的京城，涌起了亲切之感和希望，似乎隔山都看到了京城的青翠繁盛—一从这首诗我们可以感到，古人作诗时，有意也好，无意 也好，总要把“天象”和“人事"联系起来。北周著名诗人庾信的《宫调曲》中有 北周著名诗人庾信的《宫调曲》中有“凤响中夷则，天文正玉衡”以及“握衡平地纪，观象正天枢”等句子，写的都是天枢、玉衡等星（“夷则"是古代的音律，代表七月）。 南宋的王柏有诗《魁星》： 天枢之宿为贪狼，引领三台朝帝旁。典司多士擅文场，名在第一声播扬。 魁星指北斗的前4颗，在古代是专司文人功名的星，非常受文人的崇拜，所以 诗中有“擅文场”、“第一”的提法。“三台”也是星名，在北斗勺的背面，相当于大熊座脚爪的三组成对的星，是天宫的重要官职。 那么“贪狼"是什么呢？原来它属于北斗七星的另一套名称。在道教和算命的书中，北斗七星依次又被称为贪狼、巨门、禄存、文曲、廉贞、武曲、破军。当然这仅用于算命，古代天文学家在观测天象时从不用这套名称。 另外很值得一提的是，北斗七星中有五颗星（除去第一和第七颗)居然构成一个星团一—“大熊星团”。本来天上的星座都是由远近不同、明暗不等的星体偶然分布排列成的，它们之间没什么物理联系，但北斗七星例外，天璇、天玑、天权、玉衡、开阳5颗星象南飞的大雁一样“成群结队"地飞行（自行）,距离我们均在80到90光年之间，这五颗星包括附近的一些暗星组成一个星团。昂星团是我们最熟悉的星团，它的成员星相对紧凑，所占天区很小，以至我们一眼就能辨认出是星团，而引人注目的北斗原来也是星团，却实在出乎人们的意料。
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"title": "对北斗七星的描写"
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历代诗词对北斗七星的描写中，我们最熟悉的应该是这一首小诗了： 北斗七星高，哥舒夜带刀。至今窥牧马，不敢过临洮。 图3·北斗七星绕北极旋转时的长时间曝光照片。 图5道观中的北斗第一星——贪狼星君神位。 这是盛唐时期流行在西北边睡的一首歌谣。哥舒即哥舒翰，一位突厥出身的唐代守边大将，因西北地区视野开阔，位置又偏北，抬头即可见北斗七星，因此小诗以北斗起兴，描写哥舒大将的勇猛，他带兵时刻窥伺胡人的战马，使它们不敢越过临洮。小诗虽短，但有写景、有写意，生动豪放，所以流传甚广。 因为北斗七星像一把古代留酒的“斗”,所以它在很多诗人的笔下都成了这一工具，除了我们曾经提到过的《诗经》中“维北有斗，不可以把酒浆”和本文开头引的诗之外，可再举几例： 青云衣兮白霓裳,举长矢兮射天狼。操余弧兮反沦降,援北斗兮酌桂浆。 【战国】屈原《东君》 图6“援北斗兮酌桂浆”。 屈原是一位伟大的浪漫主义诗人，“东君"是楚人的太阳神，诗句用东君的口吻写道：我穿着云霓做的衣裳，手引长箭射向天狼，放下长弓返身回到车上，拿起北斗留一勺桂花酒尝尝。 北宋诗人王令，作诗笔意纵横，风格雄壮，请看他的《西园月夜醉作短歌》： 醉眼不识天,疑是高帐模。念月喝不住,起欲取绳缚。谁令吾不饮，饮剧始知乐。若令东海解醉人，吾亦去取北斗酌。 他的想象极为浪漫：一天，在月夜下酒醉后，连天都不认识了，以为是高大的帐幕，看到月亮不断向西走，他喝令停下，但月亮不听他的，他急得直想取来绳子捆住月亮。接着诗人又说：谁敢不让我喝？越喝我越高兴，至于解酒嘛，如果东海的海水能解酒，那我就取来北斗，酌几勺海水喝喝！几句诗全是醉人醉语。 唐代大诗人杜牧在《池州送孟迟先辈》中写得更为豪壮： 人生直作百岁翁，亦是万古一瞬中。我欲东召龙伯翁，上天揭取北斗柄。蓬莱顶上斡海水,水尽到底看海空。 诗写道：人生苦短（何不干一番事业），我真想招来东海边的巨人龙伯，上天举起北斗七星的柄，然后站在蓬莱仙岛上留干海水,看看没有水的海底是什么样子.... 还有对北斗七星做更奇特想象的，看唐、宋另两位大诗人的句子： 拜神得寿献天子，七星贯断姐娥死。 这是向天子祝寿的话，意思是，愿天子万寿无疆，一直活到串北斗七星的线都朽了，吃不死之药的娣娥都死了的时候。诗人把星座的连线想象成为真的线，就够奇特了，诗句又以“断"和“死”为象征祝寿，明看好像奉承阿逆，其实当中暗含了极大的讽刺。 海中忽起劫初风，北斗柄折须弥倒。【宋陆游《涂毒策禅师真赞》 “劫初”是佛教用语，指此岸世界建立的初期，“须弥”是佛教世界中心的一座大山。诗句用北斗七星的柄都被吹折了、须弥山都轰然崩塌来形容劫初风（是不是“宇宙暴胀"？)的剧烈。 北斗七星亮度相差不大，有六颗星为2等，只有第四颗星天权是3等，看起来稍暗一些。可正因为它暗一些，反而会引起人们的注意，不信请看： “池南夜观天，斗柄长篱离。其间第四星,此点光犹痴。”（【宋张填《八月十四夜池上》)其光“犹痴”,说明对其亮度不满意。 “午夜横眠看星斗，玉柄摇摇似招手。崖公失顾第四星，使我不逢渠大明。”（【宋)张《寄黄秀峰》)崖公，皇帝，这里可能指天帝，说天帝不照顾北斗第四颗星，所以我看不到它大亮的时候，诗里可能暗含对自己不得志的感叹。 “开阳”附近有一颗很暗的星，离开阳非常近，好像是开阳星的“助手”，于是我们的先人把它想象成是开阳的“辅助星”，故名“辅”。现代天文学证实，辅星确实是开阳星的“助手”，两星是肉眼可见最典型的物理双星（有物理联系的双星)。这两星在天球上相距11角秒，而实际相距0.25光年，互相绕转的周期约80万年。用望远镜及分光手段，天文学家发现它们共有7颗星。因为开阳和辅星相距很近，所以视力差的人会分辨不出，据说古代阿拉伯人征兵时，就把它们当做测验士兵视力的“试验星”，能看到它们是双星的人，目力为合格。中国有句老话，叫“明察秋毫之末，而不见舆薪”（出自《孟子》），西方表达同样意思的谚语也很有趣：“能看见辅星，却看不见月亮”。 古代也有描写辅星的诗，如唐代武元 礼命公台重,烟霜陇树繁。 天高不可问，空使辅星昏。《甲午岁相国李公有北园寄赠之作》 后两句说，天意是人力所不能了解的，老天让辅星变暗，我们下界的凡人还是不解其意。虽然更早就有“天意从来高难问”的说法，但这种与“天人合一”主流思想唱对台戏的做法，在古代还是比较另类的。 图7 夏夜的北斗与南斗，南斗的下方四星即“箕”宿。
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"title": "北斗南斗的对举"
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有“北斗"就有“南斗”，南天有6颗星偏巧排列得与像北斗近似，于是被命名为“南斗”。虽然它比北斗小，亮度也比北斗暗，但它恰好跨在黄道上，而且黄道最南点（冬至点)经过这个星座，所以它也一直非常受重视。文人赋诗作文，经常北斗、南斗并举。最为人们熟知的当数唐代匈奴人后裔、隐逸诗人刘方平的小诗《夜月》了： 更深月色半人家，北斗阑干南斗斜。今夜偏知春气暖，虫声新透绿窗纱。 诗写春天的夜晚，月轮西沉，只照亮了半个庭院，北斗、南斗同映高天，后两句诗人用“虫声”表现了对春夜独特的感受。南斗属夏夜星空，春夜能看到南斗时，应该是子夜前后了，诗中说“更深”，正是这一时段，可见“北斗阑干南斗斜”这天象是诗人亲眼所见。 再看元朝诗人方回的《夜望》： 夕阳已下月初生，小暑才交雨渐晴。南北斗构双向直，乾坤卦位八方明。 古人已往言犹在，末俗何为路未平。似觉草虫亦多事，为予凄楚和吟声。 这首诗写的是夏夜，夏至过去，已交小暑，所以天刚黑就看到了南、北斗辉映于天空。诗中也写了虫声,不过不是对季节独特的感受，而是诗人觉得世途坎珂，因而触景生情，引起的凄楚之感。 北宋黄庭坚有《题落星寺四首》，其一为： 北风吹倒落星寺，吾与伯伦俱醉眠。螺螺赢但痴坐,夜寒南北斗垂天。 此“落星寺”不知是不是前讲我们提到的鄱阳湖中的落星寺。“伯伦"是晋代刘伶的字，此人视礼法，纵酒避世，黄庭坚在这里是说他像刘伶那样喝得酪酊大醉。螺是一种鳞翅目小昆虫，螺赢是一种蜂类昆虫，螺赢经常捕捉螺存放在窝里，在螺体内产卵，卵孵化后就拿螺作食物。古人观察到这一现象，以为螺赢是把螺当作孩子收养进窝中，所以常用“螺”比喻义子。诗中的“螺螺赢”当指的是义子、养父二人,但不知指的是谁。这首 诗写的应是秋夜，因为虽然写了“北风”“夜寒”，但只有秋天，“大火西流”（心宿二向西天沉去），才能在西南低空看到南斗，如果是冬天,整夜都不可能见到南斗了。 再欣赏一首宋人曹勋的《有所思》： 有所思兮天一涯，彼美人兮安得知。江皋送日下洲渚，心遥目断征鸿飞。兰嵯蕙怨芳草歇，春归犹见霏霏雪。文姬著破去时衣，寂寞愁看汉家月。南箕北斗苦相望，绵绵此恨无时绝。 曹勋生活在南北宋交替的战乱时代，多次出使金国,所以与汉代被掳到匈奴12年的蔡文姬有同感，诗作的季节虽然“犹见霏霏雪”，但毕竟“春归”，所以后半夜能看到南箕北斗遥遥相望，南、北并提，表现了一种思念之情。“箕"是二十八宿之一，与南斗比邻，实际看到南箕就看到北斗了，诗不写“南斗北斗”，一是为文字灵活，二是为平搭配。类似的句子还很多，如南宋文天祥的“南极一星朝北斗，每依南斗望京华”（《胡筑曲》)就鲜明表现了诗人在国破家亡关头的爱国情怀。限于篇幅，不再举例。A （责任编辑张恩红） 图8《哥舒歌》写意
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"title": "一.张衡与浑天"
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东汉时代，在一个繁星璀璨的夜空下，位于南阳西鄂(今河南南阳县石桥镇)一块视野较为开阔之地，一位少年边注视星辰边在思索：诗集里说的斗柄随四季变换出现相应的不同指向，春东、夏南、秋西、冬北，有时还真得差不多是这样啊！可是经过几年的观测，他发现在不同季节，不同月份，同一天的不同时间，斗柄会在不同的位置，而诗集中说的斗柄指向（春东、夏南、秋西、冬北），如果在晚上看，与早上看到的斗柄方向几乎是反过来了，斗柄、星辰随季节、月份、日期、时辰的不同而变化，这就是“天旋地转”吧·· “恒儿，回家吧”。他爷爷的喊声打断了这位少年对星空的思索。他说：“爷爷，我现在回去是不是可以看到您送给我的 浑天仪 张衡著书 那张纸了？”（那时纸张刚出现初级品，蔡伦造纸还未出现，尽管质量不能与当今相比，但还是很珍贵的） “以前给你的两张中有一张画了星象图，另一张记的风雅颂中的许多天文言辞。还有你在石片与绢帛上记录那么多字图，都要没有地方放了。” 在回家的路上，恒儿问了一些有关玑衡旋转的问题，又问了度量诸事。当进到他们张府院落时，爷爷看到在灯笼下面不远，用竹木片条组合一起的东西，上面有的竹片划有许多按一定距离的刻线。 “这是什么？” 恒儿说：“是爷爷告诉我和我看到的月令时刻所做的星象记号。” 进屋后，爷爷对恒儿的父母说：“以前我看恒儿这孩子习诗文、演筹算、观天查象坚持久长，就叫他恒儿了”接着又说：“现在恒儿已经在琢磨观天衡仪之类了，将‘恒'改为‘衡'吧。”从此这个恒儿就改
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"title": "名为“张衡”。"
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张衡不愧是“恒儿”，在他的祖父张堪的鼓励和教导下，白天看书、观日影，黑夜观测星象及月亮的运行，坚持不懈，还常与乡亲们交流，又勤向老师学习，并参与工匠手艺大师的土石木器加工等劳作，刚刚步入青年的他已经是一位具备了多才多艺、闻名乡里的小“高人”了。 张衡十五岁离开了家乡，出外游学。他先入武关，后游三辅等地，十八岁到了汉京洛阳，在京都的星空下，他常与一位好友崔瑷(yuan读愿。崔瑷是天文学家贾逵的高徒)于晴夜下，观象交流。经过请教崔瑷，解开了许多少年时的天文难题，同时崔瑷也从张衡那里得到了以前不知道的新鲜的天文故事及文学知识，形成互补。 张衡更不愧是“张”“衡”！观天度量、校记时令与记载异常天象。他在南阳做了9年主簿之后于31岁离任，开始将主要精力从文学转向了天文研究。特别是在两度就任太史令期间，对观天的仪器、模拟天象的浑仪做了进一步革新与完善。 一天，张衡指挥两部分伺者，一部分在灵台（古天文台)观星，另一部分在附近衡器室，室内设漏水转浑天仪。伺者进入后将门窗皆闭。过若干时，在统一时刻，室内观浑仪的人员报告：“箕始升见、参至中、壁降没”。这时，在灵台上的实际观天人员也报出“箕始升见、参至中、壁降没”。“两者无异，真神妙也！”朝廷来观者无不称奇。 这台就是“漏水转浑天仪”，用计时的漏壶，经齿轮等传动系统连接浑仪，利用漏壶水的动力传送到浑仪，用来演示天体运行的“浑象”，铜制的仪器球体上刻有28宿及中外星官、24节气、赤道圈、黄道圈等，还从南、北极点穿过一可转的金属极轴。漏水转浑天仪就相当于是带有星点的时钟。 由此可以看出，张衡是一位多才多艺的“大博士”，不仅通晓天文历法，还精于机械制造、数学等。特别是在宇宙模型上主张浑天说，如“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄,孤居于内，天大而地小。”他还提出天地有大小，宇宙无边际的天文哲学观念。他又是一位文学家，是汉赋四大家之一，《西京赋》、《东京赋》《同声歌》等，在文学史上留下光彩的篇章。 班固与班昭
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"title": "二.简览“汉河”“群星”"
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在汉代，研究天文宇宙历法的学者可谓是群星璀璨。在汉赋四大文学家中，就有三位是天文学家，除了前边说的张衡，还有班固和杨雄。 （一)由盖天转向浑天的杨雄 杨雄早年是一大文豪，写了《甘泉赋》、《羽猎赋》等多篇赋文，成为汉赋四大家之一。后来扬雄不再作政治讽喻赋，又不愿卷入外戚专权的斗争中去，于是他转向天文历法，并在桓谭启发下，由“盖天”转向“浑天”学说，并作《太玄》一书，宣传浑天。此书对后来的天文学家张衡的浑天说观点的形成，起了很大作用。 (二)班固、班昭兄妹留《汉书》 1.班固撰《汉书》：班固也是汉赋四大家之一，著有《两都赋》、《答宾戏》、《幽通赋》等，而他最大的业绩是撰写《汉书》。他继承和改革史书风格，在司马迁的《史记》模式下，又进行了改进，将“书"改为“志”，对有的分篇，还进行了合并，如史记中列有律书和历书，汉书中则将二者合并为律历志。这些改变，被后来的一些史官编写史书时沿袭下来。在《汉书》中,记载了许多他实际观测的天象和出现的异常星象。有的记载在《五行志》当中，如《汉书·五行志》较早较准确地记载了日食、哈雷彗星和太阳黑子。《汉书·律历志》对五音、十二律与历法间的关系等，较比《史记》做了更 2.妹继兄业的才女班昭：作为班固的妹妹，班昭经常向哥哥询问并一同观测星象，有时还在哥哥写《汉书》时,讨论其中的话题。在得到哥哥因窦宪一案受到株连，被人报复而冤死狱中后，班昭痛定思痛，接兄撰书之业续写《汉书》。此业又受到天庭支持，并且得到汉和帝的恩准，有权利到东观藏书阁参考翻阅有关典籍，这为班昭续写《汉书》创造了方便条件。经呕心沥血，又得到马续的协助，在班昭四十岁的时候，她终于完成了汉书整理、补充及部分续写的大业。称她为我国历史上的著名女史家及女天文学家是当之无愧的。 （三)篱外听课的贾逵：在一所学堂里的老先生正在对学生上课，位于学堂的篱芭外面有一个小童正在偷听。小时候是让他的姐姐抱着，大些了就带个板凳站在上面来看和听里边的先生上课和讲故事，一连经历了好几个夏日酷暑与冬季严寒，几乎不间断地在篱芭外“听课”。他对儒家经典竟能背诵，从中也得到了许多天文知识，这个孩童就是贾逵。 贾逵长大后，成为博学多才的大师，带出了如天文学家崔瑷(张衡的挚友,对张衡取得天文业绩的促进很大）、文字研究大师许慎（我国第一部字典《说文解字》的编著者)等名人。贾逵在汉景帝当政时,参与了历法《四分历》的修订，提出了历法以太阳 回归为基准点，表达了阴阳合历，以阳为主的基本原理。在历法计算中贾提出要按黄道坐标来计量日、月的运动，还发现并指出了月亮运行的不等速性。他还改进了浑天仪,加了测量太阳运动的黄道环，这对张衡等后人浑天仪制作具有启发作用。 （四）蔡爸与刘洪合作，各留所著：蔡爸（才女蔡文姬的父亲），东汉史学家、天文学家。刘洪，与蔡同时代的天文学家、数学家。他们又都是善于天象实际观测的天文大家,并且常在一起观测与研究。蔡爸知律历、善总结，行文著书，而刘洪熟悉历算数学、勤于实测。二人合作，恰好互补。他俩在对天象的实测中，发现了前人文籍中记载的一些天象与实际所见有偏差，其原因为：一是随着时间推移出现岁差，二是计算精度较前人提高了。蔡爸将观测结果记载到“律历志”当中（见《续汉书》有关记载）。而刘洪则将计算方法及观测结果体现在他所编的《乾像历》这部历法中。他们的合作取得的成绩，也为后人的天历研究与发展留下了宝贵资料。 以上用了上、中、下三篇的聊六,还只是简略介绍了汉（西、东两汉)代天文学家的小故事，还有很多人如张良、耿寿昌及后期的郑玄、诸葛亮等，尚未介绍。此外又有王充、董仲舒等也论说了天象，主要从哲学观念上来探讨天地宇宙。他们在天文领域的付出与取得的成效，为以后历代的天文历法及相关事业等等发展打下了较为坚实的基础。$J _ { \Delta }$ (责任编辑张恩红） 蔡售 为详细的阐述。
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{
"title": "MATEUR ASTRONOMEE"
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元代，占统治地位的蒙古族的经济、文化虽然都远落后于汉族,但天文学并没有因统治者的更换而衰落,而是在宋代的基础上继续有所发展，并在许多方面超过了前代，将中国天文学推向鼎盛时期，取得巨大成就。
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"title": "一、天文观测仪器设备制造方面的成就"
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“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”。元代天文学取得了巨大的成就，这与其对天文仪器的改进制造是分不开的。元初先后制造了简仪，仰仪，圭表，景符，窥几，方正案，侯极仪，立运仪，证理议，定时仪，日月食仪，悬正仪，坐正仪等，这些仪器“皆臻于精妙，卓见绝识，盖有古人所未及者”。其中最为著名的有简仪、仰仪、圭表、景符和窥几等。
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"title": "1.简仪"
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元代天文学家郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器。因将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成，故称简仪。它包括相互独立的赤道装置和地平装置，以地球环绕太阳公转一周的时间365.25日分度。简仪的赤道装置用于测量天体的去极度和入宿度（赤道坐标），与现代望远镜中广泛应用的天球式赤道装置的基本结构相同。它由北高南低两个支架，托着正 南北方向的极轴，围绕极轴旋转的是四游双环，四游环上的窥衡两端横耳的圆孔中安有细线，这是后世望远镜中十字丝的鼻祖。极轴南端重叠放置固定的百刻环和游 旋的赤道环。为了减少百刻环与赤道环之间的摩擦，郭守敬在两环之间安装了四个小圆柱体，这种结构与近代 公仰仪 A圭表 “滚珠轴承”减少摩擦阻力的原理相同。简仪的地平装置称为立运仪,它与近代的地平经纬仪基本相似。它包括一个固定的阴纬环和一个直立的、可以绕铅垂线旋转的立运环，并有窥衡和界衡各一。这个装置可以测量天体的地平方位和地平高度。简仪的底座架中装有正方案，用来校正仪器的南北方向。 简仪的创制，是我国天文仪器制造史上的一大飞跃，是当时世界上的一项先进技术。欧洲直到三百多年之后的1598年才由丹麦天文学家第谷发明与之类似的装置。
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{
"title": "2.仰仪"
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仰仪是铜制的、中间空的半面仪器，像一口朝天的大锅，半球的大圆面上刻着东、南、西、北和十二时辰，半球面上刻有与观测的纬度相应的赤道坐标。大圆面上用竿架着一块板，板儿上有小孔，小孔正好对着半球面的球心上，太阳光通过小孔在半圆面上投下一个圆形的倒像映在坐标上，即可读出太阳在天空上的位置。仰仪的优点是无需直接用肉眼看强烈的太阳即可得出太阳的位置，并可直接观测日食的方向、亏损及时刻。
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