星表

星表

星表(starcatalogue)記載天體各種參數(如位置、運動、星等、光譜型等)的表冊。通過天文觀測編制星表,是天文學中很早就開始的工作之一。公元前四世紀,中國戰國時魏國天文學家石申著有《天文》八卷,後世稱為《石氏星經》,其中載有121顆恆星的位置。這是世界上最古老的星表,今已失傳。公元前二世紀,喜帕恰斯編制了一本載有1.022顆恆星位置的星表。由托勒密抄傳下來,這是古代著名的星表。以後又經過多次重新測定和重編,如1447年的烏魯伯格天文表、1594年的鮑斯曼星表、1602年的第谷星表和1690年的赫維留星表等。

概述

星表星表

十七世紀前,恆星位置都是以黃道坐標給出的。在赫維留星表及以後的星表中,恆星位置則是以赤道坐標給出的。隨著中天觀測原理的提出和新式望遠鏡的採用,星表精度日益提高。特別是布拉得雷測定的恆星位置,有較高的精度。他的星表對以後編制基本星表的工作有重要的貢獻。貝塞耳將布拉得雷星表的恆星數擴充到50,000顆,於1818年出版新的星表;後來又編成有63,000顆星的星表。1859~1862年,阿格蘭德爾出版波恩星表,簡稱BD星表,他的助手和繼承人申費爾德於1886年出版了它的續表SD星表。BD星表及其續表刊載了在赤緯+90°~-23°天區內亮於 9等的457,847顆星。

基本星表

星表星表
基本星表:各個天文台編制星表時使用的儀器不同,觀測條件和處理方法也不一致,因此,同一顆星在不同星表中的位置,即使歸算到同一曆元並扣除自行影響,結果仍有差異。這是由星表間的系統誤差和偶然誤差造成的。為了儘可能消除和減少這些誤差的影響,將各個不同系統的絕對測定的星表,進行綜合處理後得到高精度的星表,稱為基本星表(見基本天體測量學)。基本星表是一切星表的基礎,主要用作天文參考坐標系和恆星位置的相對測定時的定標星系統。十九世紀七十年代以來,紐康、奧韋爾斯、博斯父子進行了大量工作,建立了現代基本星表系統。主要的基本星表有以下幾種:

奧韋爾斯基本星表:為德國天文學會星表的定標星系統而編的基本星表。第一個奧韋爾斯基本星表包括北天的539顆恆星和南天的 83顆恆星兩部分,先後在1879年和1883年發表。以後又對這本星表作了修訂,除將星數增加到925顆外,還將斯特魯維歲差常數改為紐康歲差常數,於1907年發表新基本星表,簡稱NFK星表。1924年為了增訂德國天文學會星表AGK1,以便編刊更好的AGK2,開始修訂NFK星表。修訂後的第三基本星表,簡稱FK3星表,於1937~1938年出版。這本星表載有 1,535顆全天分布的恆星的位置和自行,為各國天文年曆中計算恆星位置和大地測量工作所採用。為了更好地滿足大地測量和天文工作需要,以後又增加了 FK3星表中的星數,於1954年發表了FK3星表的補篇。其中載有赤緯-10°以北的1,142顆星的精確位置,和赤緯-10°以南的 845顆星的近似位置。為了修訂AGK2星表和編刊AGK3星表的需要,以及由於新觀測資料的積累,對 FK3星表作了修訂,於1963年出版了第四基本星表,簡稱FK4星表。這是目前國際上普遍使用的基本星表。此外,還發表了 FK4星表的補篇,補充了1,987顆星。由於恆星的自行,FK4星表的精度隨著時間的推移而逐漸降低;同時該星表的星數較少,而且都是較亮的恆星,已經不能滿足目前天文和大地測量工作的需要。因此正在利用新的觀測資料,修訂FK4星表,計畫在1984年將出版新的基本星表,即FK5星表

星表星團新總表
紐康星表:紐康於1872年發表的第一本基本星表,稱為N1星表,有32顆基本恆星的赤經。以後為了美國天文年曆及其他曆書的需要,於1899年發表了有 1.257顆恆星位置的基本星表,稱為N2星表。

博斯星表:為了研究太陽的空間運動、銀河系自轉和確定歲差常數,需要編制一本儘可能多的,包括暗星在內的基本星表。L.博斯首先在1910年編出一本有 6,188顆恆星的位置和自行的初步基本星表,簡稱 PGC星表。以後,B.博斯又將其擴充,於1937年編成總星表,簡稱GC星表,共有33,342顆恆星的位置和自行,是現代星數最多的一本基本星表。GC星表的缺點是:恆星分布不均勻,暗星的精度不高,而且在位置和自行上都有較大的系統誤差。

N30星表:FK3和GC星表的平均觀測曆元都在1900年前後,恆星位置的精度受自行誤差的影響而逐漸降低,因此摩根根據二十世紀以來的觀測資料,綜合了大約60本星表的內容,於1952年編成一本共有 5.268顆恆星的基本星表,稱為N30星表。

相對星表

星表星表
用相對測定的恆星位置編成的星表稱為相對星表(見天體位置的相對測定)。用照相法測定的相對星表,稱為照相星表

照相天圖星表:1887年第一屆國際天文照相會議決定,用照相法編制全天照相星表。這是一項大規模的國際合作工作,由十幾個天文台使用標準天體照相儀進行觀測,以編制星等亮於11等的照相星表。觀測按分區進行,平均密度約為每平方度40顆星。最後結果應該是恆星的赤道坐標,但是大部分天文台只發表了底片的量度坐標。這項工作雖然開始於十九世紀,但到目前為止還沒有全部完成。主要原因是望遠鏡的視場太小,工作量過於巨大。進行第二期照相觀測,就可以求得恆星的自行,有些天文台已完成這項工作,有些尚未進行。

德國天文學會星表:1867年德國天文學會提出了精確測定恆星位置的計畫,開始時,由六個國家用12架子午環對BD星表中赤緯+80°~-2°、亮度在8等以內的全部恆星的位置進行精測。這一星表於1910年完成,共包括144,000顆星,稱為AGK1星表。1924年擴充到赤緯-23°,後來又擴充到赤緯-90°。由於AGK1星表僅有星位,沒有自行,1924年開始用照相法進行重測。修訂後的星表,稱為AGK2星表,於1951~1958年陸續發表,共有183,000顆星。1955年開始修訂AGK2星表的位置和自行,利用同測定AGK2星表一樣的照相望遠鏡進行觀測。修訂後的星表在1973年以磁帶形式刊出,稱為AGK3星表。

耶魯星表:美國耶魯大學天文台編制的一本照相星表。它是根據 1914~1956年用中等焦距(約2米)的廣角天體照相望遠鏡對目視星等亮於 9等的恆星進行觀測的結果而編成的。這個星表約有15萬顆星。

好望角照相星表:好望角天文台編制的南天照相星表,包含赤緯-30°~-90°、亮於10等的近 7萬顆星。它是根據1931~1955年期間的觀測於1968年編成的。

其他位置星表

星表星圖與星表
除了為確定恆星位置和運動而編制的基本星表和相對星表外,還有不少為特殊目的而編制的星表。
暗星星表:十九世紀和二十世紀上半葉的星表都具有“不均勻性”的缺點,即在觀測方式、星等、光譜型分布等方面的不均勻,而且所列多為亮星。為了提高星表的精度,同時為了滿足在恆星天文學中特別需要精確的恆星自行參數這一要求,因此開始了暗星星表的編制工作。其主要內容是:先用子午環對 930顆基本暗星作絕對觀測,再用照相法測定均勻分布全天的兩萬顆暗至9等的恆星的位置,最後用觀測小行星的方法來測定坐標零點和赤緯系統差,並以河外星系為背景,求得恆星的自行。

黃道星表:為月掩星和行星的照相觀測而編制的,通常包括黃道附近16°範圍內的恆星位置的星表。最早的黃道星表是紐康在1882年編制的,包括 1.098顆星。1940年羅伯遜又編成有 3.539顆星的黃道區恆星表,簡稱NZC星表。
史密森星表:1966年美國史密森天文台為滿足用照相確定人造衛星位置的要求,編制了一本星表,稱SAO星表,載有258.997顆星。

星表星表
有關天體物理量的星表
天體物理學興起後,除恆星位置、自行等基本參數外,其他如恆星視差色指數、光譜型、視向速度等恆星數據,逐漸成為星表的重要組成部分。1890~1936年,美國哈佛大學天文台先後出版的有272,150顆星的光譜型星表(簡稱HD星表和HDE星表)是這方面的先驅。此外,還有側重於某些天體物理量的星表,主要有:恆星三角視差總表 1952年由美國耶魯大學出版。變星星表:1865年申費爾德出版了他編的第一本變星星表,刊有119顆變星德國天文學會從 1918年起主持變星星表的編制工作。第二次世界大戰以後,國際天文學聯合會將編制變星總表的任務委託給蘇聯天文委員會。

雙星和特定類型恆星星表 現有多種類型的雙星星表諸如雙星總表、目視雙星表、目視雙星軌道表、分光雙星表、密近雙星表、食雙星軌道要素表等。此外,還有特定類型恆星的星表,如高光度星星表、ο型星星表、磁星星表、A型特殊星星表、白矮星星表發射線星星表等。太陽系天體和人造天體星表 食典,月球運動表,大行星、小行星和衛星的星曆表,月面結構表,水星、金星和火星的表面標記表,太陽譜線表等都屬於廣義的星表範圍。另外,太陽系中的特殊天體,如隕星、流星和彗星也都有各自的星表。人造衛星上天以來,星表中增添了各種人造天體和飛行器的編號命名表、軌道要素表等。

白矮星-內部結構模型圖白矮星-內部結構模型圖
星表星表
銀河系其他天體星表 銀河系內其他天體,如銀河星團、球狀星團、球狀星團變星、行星狀星雲、電離氫區、暗星雲、亮星雲等都有按類編制的星表。河外天體星表 十九世紀末到二十世紀初,出版了星雲星團新總表(簡稱NGC星表)及其補編(簡稱 IC星表),其中天體的命名和編號一直沿用至今。由於編表時還沒有認識星雲的本質,把銀河星雲和河外星系都混編在一起了。星系天文學建立後,陸續出版了亮星系表、星系紅移表、星系形態分類表、星系團表等。近年來還編制了類星體、互擾星系、激擾星系等特殊河外天體的星表。

光學波段以外的輻射源星表 射電天文學興起以後,三十年間編制了為數眾多的射電源表,其中包括超新星遺蹟、星際分子、射電星系、類星射電源等不同類型的輻射源星表。二十世紀七十年代以來,根據高空觀測和空間探測取得的資料,編制了紅外、紫外、遠紫外、X射線和γ射線波段的輻射源表,極大地豐富了星表資料庫。現代天文學的飛躍發展,使星表的種類、數量大為增加,質量大有提高。恆星位置、自行和距離的測定,正在用多種觀測手段向愈來愈暗的目標邁進,為建立一個以河外射電源為背景的、最理想的參考坐標系而努力。另外,各種類型的天體物理參數的測定,正以各種可能的手段在整個電磁波段進行,並向愈來愈細的結構方面發展。

二十八宿星圖與星表

星表二十八宿星圖與星表
二十八宿星圖與星表
公元四五千年前,中國就開始天文觀測,以後積累了大量文獻資料。古人總把世界的一切看作是一個整體,認為星空的變化,關係著地上人們的吉凶禍福,認為人事變遷、災害和天氣,都可從天象得到預兆。所以,不管研究歷史、災害、氣候變化等等,一涉及古代文獻,都會碰到天象記錄。現在的科學,不僅掌握了古時觀察得到的五大行星的運動規律,還掌握了全部九大行星、成千小行星以及許多慧星的運動軌道,可以推算出任何時刻的星空圖象。甚至不懂天文的人,使用星空軟體(如本站的“中文星空”),也能很快地求得,公元前後4000年之內任一時刻的天象,以驗證歷史記錄。

行星的位置總離不開黃道附近,外國用黃道十二宮記錄,我國則用二十八宿。但是,不僅上述軟體沒有標註二十八宿,就是圖書資料里,也難查到各星宿的組成、圖象和具體位置。最近,我從網上查到一份“二十八宿中西星名對照表”,再查出各星的赤徑赤緯,畫出星圖,諸星間的連線,是參照一本書上的圖形加的。這中間會有一些錯誤,如有些星名查不到,有個別查到的位置不大對(疑是星名轉抄錯,做了改動,再在括弧內註明原名),加的星間連線更會有不妥當的,希發現者告訴我,以便改正。

雖然如此,但已能滿足一般需要了。故公布於下。圖中諸星旁的數字,就是星名“某宿幾”。S形黃線是黃道。雖說二十八宿是標記月亮的,但有些星宿偏離黃道,且二十八宿並不等寬。為了區分清楚,相鄰星宿是用兩種不同的顏色繪的。作為比照,我還用黃色畫上西方的十二宮。除牡羊座外,十二宮都壓著黃道,各星座名則依次注在圖上方。

星圖星表

星表星表梅氏星表—星雲、星團
我國古代取得了大量天體測量成果,為後人留下了很多珍貴的星圖、星表。星表是把測量出的恆星的坐標加以彙編而成的。大約在公元前四世紀的戰國時代,魏人石申編寫了《天文》一書共8卷,後人稱之為《石氏星經》。雖然它到宋代以後失傳了,但我們今天仍然能從唐代的天文著作《開元占經》中見到它的一些片斷,並從中可以整理出一份石氏星表來,其中有二十八宿距星和115顆恆星的赤道坐標位置。這是世界上最古老的星表之一。

星圖是天文學家觀測星辰的形象記錄,它真實地反映了一定時期內,天文學家在天體測量方面所取得的成果。同時,它又是天文工作者認星和測星的重要工具,其作用猶如地理學中的地圖。早在先秦時期,我國古代天文學家就開始繪製星圖。現存最早的描繪在紙上的星圖是唐代的敦煌星圖。唐敦煌星圖最早發現於敦煌藏經洞,1907年被英國斯坦因盜走,至今仍保存在英國倫敦博物館內。它繪於公元940年,圖上共有1350顆星,它的特點是赤道區域採用圓柱形投影,極區採用球面投影,與現代星圖的繪製方法相同,是我國流傳至今最早採用圓、橫兩種畫法的星圖。

1971年在河北省張家口市宣化區的一座遼代墓里發現了一幅星圖。該圖繪於公元1116年,用於墓頂裝飾,星圖繪畫在直徑2.17米圓形範圍內,繪製方法為蓋圖式,圖中心嵌著一面直徑為35厘米的銅鏡,外圈是中國的二十八宿,最外層是源於巴比倫黃道十二宮,從中可看出在天文學領域內中外文化交流的跡象。

1974年在河南洛陽北郊的一座北魏墓的墓頂,又發現了一幅繪於北魏孝昌二年(公元526年)的星圖,全圖有星辰三百餘顆,有的用直線聯成星座,最明顯的是北斗七星,中央是淡藍色的銀河貫穿南北。整個圖直徑7米許。這幅星象圖是我國目前考古發現中年代較早、幅面較大、星數較多的一幅。現存在蘇州博物館內的蘇州石刻天文圖,是世界現存最古老的石刻星圖之一,刻於公於1247年(南宋丁未年),主要依據公元1078~1085年(北宋元豐年間)的觀測結果。圖高約2.45米,寬約1.17米,圖上共有星1434顆,位置準確。全圖銀河清晰,河漢分叉,刻畫細緻,引人入勝,在一定程度上反映了當時天文學的發展水平。

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