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解密赤道仪

(2007年11月20日 13:12:58)
来源:《飞碟探索》 2007年第9期

□作者: 覃 育

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  一套标准装置的天文望远镜往往由望远镜、赤道仪、脚架等部件组成,而望远镜、脚架大家都见过。没接触过天文望远镜的朋友,恐怕对赤道仪是最陌生的,因为它也是天文中特有的一个仪器。这里我就给大家简单介绍一下。
  要说赤道仪,应该先说一下地平式的装置。
  地平式的装置很常见,是一种具有两根轴的支架,望远镜装在上面,可以很方便地调整指向和高度。初学者使用地平式装置找星应该没什么问题:想看哪儿就指向哪儿好了!不知道要找的星的位置?看星图好了,按图索骥嘛!通过星图找星是不是很困难?其实不难。当然,前提是你应该熟悉全天的一些亮星或有指向功能的星座,比如小熊、大熊、天鹅、人马、天蝎、天鹰、天琴、猎户、飞马、仙女、天狼、狮子(顺便透露一下,其实我也只认识这么多了,再问我就要去查星图了)。反正我就是这样找到c/12001 A2彗星的。通过已认识的星座再去认别的星座,难度会小很多。所以我建议,初学者在开始认星时最好有一个已经认识星座的朋友指导。
  但用地平式望远镜看星的时候,有一个明显的缺点:本来对准了一颗星,可过一会儿,这颗星就跑到视场外了,并且使用的放大倍率越高,这种现象越明显。这是因为星星每天都在做东升西落的运动。在地平坐标中,描述每颗星位置的两个值——方位角和地平高度都是随时间变化的。如果望远镜要一直指向某颗星,就必须同时调整望远镜的仰角和方位角。由于两个方向变化的量完全不一样,用这样的装置跟踪一颗星会相当困难(当然,现在用计算机导星系统是可以做到在地平式装置下精确导星的),于是赤道仪应运而生。赤道仪是为了改进地平式装置的缺点而制作出来的,它的主要目的就是想克服地球自转对观星的影响。大家知道,正是由于地球自转,星星才产生东升西落的现象。
  知道了原因,要解决这个问题就不难了。地球不断由西向东自转,24小时转360°,我们只要设计一个装置,让望远镜转动的速度和地球一样,而方向正好相反(由东向西),就可以消除地球自转的影响了。
  从理论上说,赤道仪使用的坐标系是赤道坐标系,它相当于一个和星星一起旋转运动的大网格。由于它和星星一起转动,所以描述每颗星位置的两个值——赤经和赤纬是不变的。通俗地说,赤道仪就是一个试图让望远镜和这个网格一起转动的装置。
  使用赤道仪时首先要将其极轴对准北天极(理想的情况下)。完全对准后,不论望远镜对向什么星星,赤纬都不需要调整,只要让望远镜在赤经(或称时角)方向按星星的行进速度匀速转动,就可以让这颗星一直保持在望远镜的视场内。这个速度就是每天360°,也就是所谓的自动跟踪。当然,如果你使用的是手动的赤道仪,你就得每隔一定时间调整一下赤经旋钮,赤纬则无须调整(当然,如果极轴对得不够准,还要适当微调一下赤纬)。无须同时调整两个轴,这样就便于跟踪,这是使用赤道仪的根本原因。
  很多天文普及书籍会教大家通过计算时角来找星。但根据我的经验,真正做业余观测时使用时角并不方便:因为得先算出恒星时,还要知道你想观测天体的赤经和赤纬值;再加上时角盘的精度问题,这样找星远不如用星图直接找星方便。
  只有对于那种有固定底座、极轴已经对准的固定望远镜。以及对星座很不熟悉的人,它才有优势(我在南京大学天文系的时候就是这么做的,老师从不教怎么看星座。要看星?先算恒星时,再算时角……哈哈,烦!所以天文系毕业的学生在天上找不到星座一点也不奇怪呀……)。
  另外,直接用天文望远镜找星的确是有点困难的,因为主镜的视场往往很小,所以天文望远镜通常都有一个寻星镜,它的视场比较大,用于辅助找星。当然,如果有一架双筒镜帮忙,会轻松很多。这就是很多有经验的爱好者建议初学者先买双筒望远镜的缘故。

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文章作者:覃 育
责任编辑:skylook

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