发表于2024-12-25
世界知名学府巴黎第十一大学物理学教授,集30余年星空观测与摄影经验,精选101种一生中不应错过的星空奇景
北京天文馆馆长朱进、北京师范大学天文系讲师高爽(河马老师)推荐
清华大学中国古代天文学硕士张俊峰翻译,国家天文台在读博士、知名科普人刘博洋审校
三大选取标准:1)震撼人心的星空图景;2)创纪录的天体和天象;3)科学史上具有里程碑意义的发现
献给所有对宇宙心怀好奇的人:我们看到的,可以比想象的更深邃
书中所有天体与天象用肉眼或家用望远镜即可观测,附有观测时机、推荐器材和四季星图。星空之美并不遥远
书页选用印刷效果和质感兼备的超感纸,9+1高级工艺印刷,色彩清透细腻,以质感呈现星空之美
我从来没有读过像《星空图鉴》这样让我沉浸在作者的叙述之美中的书。它让完全没经验的我也跃跃欲试,想要去做个观星者! ——读者评论
海报:
《星空图鉴》内容简介:我们的地球像一座观景台,面向无垠的宇宙。巴黎第十一大学物理学教授埃马纽埃尔·博杜安,集30年天文观测和摄影经验,在浩瀚星空中精选了101种一生中值得一观的天空奇景,三大选取标准为:
1、震撼人心的星空图景:从日珥的舞蹈到宇宙深处正在碰撞的星系,在远超人类认知的尺度,存在着惊心动魄的美;
2、创纪录的天体和天象:移动*快的恒星,颜色*浓郁的恒星,距我们*近的黑洞……宇宙中满是不可思议的居民;
3、科学与历史上具有里程碑意义的发现:星空的故事是一部观念革新史,从伽利略用观测证实地球不是宇宙的中心,到现代天文学家探测到数百亿光年外的星系,每一次重新认识天空,都永远改变了人类看待宇宙和自己的方式。
所挑选的101种天体和天象,全部用肉眼或小型望远镜可观察,书中还提供了观测时机、推荐器材,以及实用的观测技巧。
《星空图鉴》以令人沉醉的优美文字和百余幅整版彩图,开启了一场从地平线到宇宙边缘的精彩旅程,从中可以尽情领略浩瀚而精致的宇宙之美。(中文版特别采用9+1印刷工艺,以质感呈现星空之美!)
我们看到的,可以比想象的更深邃!
作者:(法)埃马纽埃尔·博杜安,巴黎第十一大学物理学教授。30余年间致力于观察并拍摄天文景观,在《天空与宇宙》杂志上发表近两百篇文章,著有《30个探索宇宙的不寻常小实验》《发现星空》《四季星空摄影》等作品。
译者:张俊峰,清华大学历史学硕士,研究方向为中国古代天文学史。天文爱好者。
特邀审校:刘博洋,中国科学院国家天文台、西澳大学国际射电天文研究中心在读博士,研究方向为星际介质演化。天文科学传播者。
一本超美、超实用的图文书。作者像一位经验丰富的猎人,把静静散落在夜空中的奇迹引出了巢*,带到我们眼前。内容丰实,图片精美。对于所有对宇宙心怀好奇的人和天文爱好者,这本书都将给他们带来心醉神迷的体验。
——www.astronome.fr
对那些已经颇为了解天空的爱好者,这本书同样能带来新的启示。
——《天空与宇宙》杂志(CieletEspace)
《星空图鉴》让我迅速沉浸于作者的叙述之美和星空之美。它也让完全没经验的我跃跃欲试,想要去做个观星者!
——读者评论
目录
一、太阳系
天象
1.维纳斯带_大气层里的地影镶边
2.绿闪_神秘的闪光
3.英仙座流星雨_夏夜流星
4.狮子座流星雨_流星暴雨
5.彗星_来自严寒世界的旅行者
6.黄道光_星尘中的太阳反光
7.极光_被点亮的大气层
月球
8.朔望月_月球的位相
9.月海_广阔的熔岩平原
10.地照_反射再反射
11.月球天平动_摇摆不定的月球
12.月球环形山_阳光斜射下的壮观起伏
13.月面辐射纹_明亮的轨迹环绕年轻环形山
14.亚平宁山脉_月球最高峰
15.直壁_月球上的剑痕
16.月球火山_微小的熔岩山丘
17.月全食_地影中的月球
行星
18.金星,牧羊人之星_最亮的点状天体
19.暮光中的水星_低调的行星
20.行星逆行_当行星“折返”
21.合_天空中的行星芭蕾
22.月掩星_当月亮遮蔽星光
23.金星位相_金星改变面孔
24.火星自转_见证行星转动
25.火星极冠_另一颗行星上的季节更迭
26.小行星_环绕太阳的巨石
27.木星和大红斑_巨大的气旋
28.伽利略卫星_木星的卫星群
29.土星和土星光环_太阳系的杰作
30.天王星_蓝绿色弹珠
31.海王星_太阳系最后一颗行星
太阳
32.日面_肉眼所见的恒星表面
33.太阳黑子_我们的恒星活跃不宁
34.日珥_太阳抛射的火焰
35.日食_太阳显露出自己的大气层
36.水星凌日_水星从太阳前面经过
二、星座和恒星
星座
37.猎户座_色彩迥异的参宿四和参宿七
38.大熊座_永不落下的北斗
39.夏季大三角_北天最醒目的标志
40.冬季六边形_冬夜最明亮的星群
41.南十字座_航海者的灯塔
42.星座的运动_旋转的天穹
单星
43.天狼星_夜空中最亮的恒星
44.北极星_永远位于北方的恒星
45.南门二_距离太阳系最近的恒星
46.造父四_石榴石星
47.螣蛇十二_肉眼可见的最远恒星
48.室宿增一_太阳系外第一颗被证实拥有行星的恒星
49.巴纳德星_天空中移动最快的恒星
50.天鹅座X-1_最邻近的黑洞
51.天琴座T_最鲜艳的恒星
52.HD140283_最年长的恒星
双星
53.辇道增七_夜空中最美的双星
54.开阳_最早发现的双星
55.织女二_“双双星”
56.天津增廿九_贝塞尔之星
57.宗人四_双星狂舞
变星
58.大陵五_恶魔之星
59.蒭藁增二_奇迹之星
60.造父一_著名变星
61.渐台二_地狱双星
62.新星_星空激变
三、银河的瑰宝
银河
63.银河_星之河川
64.银心_繁星与黑洞
65.银河大裂缝_最宽广的尘埃带
星云
66.猎户座大星云_星云的色彩
67.礁湖星云和三叶星云_宇宙尘埃精雕细琢的作品
68.奥米加星云_栖在水上的天鹅
69.北美洲星云_朦胧的大陆
70.船底座星云_广大的星云
71.墨点星云_银河中的一片尘埃云
72.烟斗星云_被尘埃雕琢的银河
73.煤袋星云_银河中最黑暗的区域
星团
74.玫瑰星团_年轻恒星的摇篮
75.M35_引力聚合而成的星团
76.昴星团_天穹之钻
77.野鸭星团_最密集的疏散星团
78.蜂巢星团_闪烁的恒星蜂巢
79.英仙座双星团_成双成对的星团
80.M4_最近的球状星团
81.武仙座大星团_北天最美丽的星团
82.M22_最早发现的球状星团
83.半人马座ω星团_古老星系的遗骸
84.星系漫游者_遗落的球状星团
恒星遗迹
85.天琴座环状星云_天上的烟圈
86.哑铃星云_天上的摇铃
87.螺旋星云_最近的恒星爆炸遗迹
88.小丑脸星云_眨眼的星云
89.面纱星云_灾难的遗迹
90.蟹状星云_中国人的客星
四、河外星系
91.麦哲伦云_银河系的伴侣
92.仙女座大星系_我们最庞大的近邻
93.三角座星系_肉眼可见的最远星系
94.M81与M82_迷人的二重奏
95.M51_相互作用的双星系
96.草帽星系_宇宙膨胀的证明
97.波江座棒旋星系_最美丽的棒旋星系
98.触须星系_激烈碰撞的双星系
99.室女座星系团_恢宏的星系团
100.阿贝尔1656_后发座星系团
101.类星体3C273_最亮的天体
附录
月面图和四季星空图
中西星名对照表
术语表
【2绿闪·神秘的闪光】
性质:光学现象
原理:大气散射
观察时机:日出或日落时
持续时间:1—2秒
1660年,艾萨克·牛顿用著名的棱镜实验证实,所谓的白光,即太阳辐射,实际上是由多种颜色的光线混合而成。然而,光线有可能因遭遇障碍物而偏转。地球大气层就有使不同颜色的光线以不同角度偏转的能力,这就是所谓的大气色散。当太阳位于地平线附近时,蓝光和绿光的色散角度较大,而红光的角度较小。在色散造成颜色分离的同时,我们的大气层还充当着过滤器的角色:蓝光大多被吸收,绿光的透过程度稍高一些,黄光和红光则几乎可以通行无阻。地平线附近的太阳因此显露出橙色。在这两种物理现象的共同作用下,太阳的上缘落入地平线的瞬间,会突然显现明亮的绿色,这即是所谓的“绿闪”。儒勒·
凡尔纳由此获得灵感,在他1882年出版的小说《绿光》中,一位少女因为迟迟没有看见这道神秘的闪光,拒绝了一桩婚事;而根据苏格兰传说,看到绿闪的人将拥有读心术。但这已经不属于物理学的范畴……
如何观察
绿闪不易见到,而且只持续短短几秒钟。只有在地平线附近视野良好、天气晴朗明净、空气清澈、大气状况适宜时,才可能观测到绿闪。海上、山顶都是适宜观测的地点。为避免日光炫目,请务必等到日面快要彻底没入地平线时再开始直视太阳。如果你看到的最后一丝落日突然变成翠绿色,那么恭喜你,观测成功了。
参见:1维纳斯带;32日面
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【87螺旋星云·最近的恒星爆炸遗迹】
性质:行星状星云
距离:700光年
星座:宝瓶座
赤经:22时30分36秒
赤纬:-20度42分
螺旋星云(NGC7293)是离地球最近也是已知最庞大的行星状星云。1.2万年前,一颗肉眼可见的无名红巨星急剧增亮,然后从天穹中消失。在它原本的位置上,一朵天花冉冉盛开,向宇宙深处张开无数的花瓣,越来越广大、越来越暗弱,形成了螺旋星云。螺旋星云的美丽色彩和恒星生命终结时喷射出的原子类型相关,红色来自氢,蓝绿色来自氧,黄色来自氮。这些元素将继续弥漫在宇宙空间,逐渐富集,或许终有一天会构成供生物呼吸的大气。由于距离很近,螺旋星云向我们展示出许多细节。1950年,美国帕洛马山天文台的5米口径望远镜拍摄到了星云中像彗尾一样的壮观构造,这样的构造仅在这个星云中就超过了2万处,是不同温度的气体区域相互碰撞而形成的。利用哈勃空间望远镜,天文学家还发现了螺旋星云的第二个环。这个环更稀薄、更年轻,方向与我们看到的主环垂直。
如何观察
天气极好时,用双筒望远镜就能看到螺旋星云,像是一个边界清晰的灰色圆盘。就这个目标而言,使用更大的望远镜反而更难看清,因为它如此巨大而暗弱,放大之后,
边界便很难分辨。不过,要观测这个星云,特别是其深暗的环心,有一个窍门:在目镜上加一种特殊的滤镜,即OIII滤镜。这种滤镜能滤掉天空背景光,同时使来自螺旋星云的光透过。
参见:85天琴座环状星云;86哑铃星云
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【引言】
地球
我们的地球是一座观景台,面对着浩瀚无垠的宇宙。宇宙中有数不尽的星系,每个星系里又有数不尽的恒星。大多数恒星都有一系列行星环绕其运行,但尚无人发现哪一颗行星像地球一样温和宜居。地球很适合我们人类,因为它拥有液态水的海洋,温度适中且稳定,还拥有一个主要由氮气和氧气组成的大气层。大气层保护我们免受致命的太阳辐射伤害,也创造了千百种光学奇观。在海拔10公里处,空气已极其稀薄,人无法呼吸。在更高的地方,时时有流星掠过,那是太阳系内的碎片进入大气层时燃烧发光。100公里之上,便是太空了。
月球
月球是距离地球最近的天体,要想抵达它,需要航行40万公里。为了登上我们的这颗天然卫星并取回样本,宇航员们冒着生命危险,跨过这一天堑。他们眼前是一颗死寂的星球,数十亿年来未曾发生剧变。月球并不好客,那儿的气温变化极其剧烈,夜间低至零下150摄氏度,白天则迅速上升到100摄氏度。尽管如此,在阳光猛烈照射下,月球美丽的矿物地貌依然让人惊艳。因没有大气阻拦,数十亿年以来,无数颗陨石剧烈撞击月面,使它布满了环形山。最壮观的环形山直径数百公里,山壁高度以千米计,和地球上的高山规模相近。它们仍以完好的状态留存着,从地球上用一台小型望远镜就能睹其真容。
太阳系
地月系环绕着太阳运行,与其相伴的还有另外7颗行星及许多小天体。要抵达这些行星,须航行上千万乃至上亿公里。目前的深空探测器时速约在4万公里,只需3天就能到达月球,但要抵达离地球最近的两个行星,火星和金星,仍需要几个月。2015年,新视野号探测器飞抵冥王星,此时它已经航行了8年。肉眼能够看到的五大行星自古以来就为人熟知。离太阳较近的行星包括水星、金星、地球和火星,都是固态天体,直径不超过1.3万公里,被称为类地行星。更远一些的木星、土星、天王星和海王星则是巨行星,其中前两者被称为气态巨行星,后两者被称为冰质巨行星。这四颗巨行星像恒星一样,主要由氢元素和氦元素构成。
最巨大的两个行星,木星和土星,直径约是地球的10倍。如果它们再大一些,核心温度将会升高到足以引发热核反应,它们便也能像恒星一样,将氢聚变为氦。就某些方面而言,巨行星和恒星相像,只是没有被“点亮”而发光。太阳系中唯一发光的天体,是位于中心的太阳。它的直径约是木星的10倍。氢聚变为氦的热核反应,使太阳核心的温度达到1400万摄氏度。我们的恒星就像一口沸腾的锅炉,热能、粒子流和光能从中奔涌而出,行星们则心满意足地反射着它的光芒。
银河
太阳系尽管半径达数十亿公里,在我们的星系中却只是沧海一粟。我们位于一个由2000亿颗恒星组成的、名叫银河系的旋涡星系当中,太阳和其他恒星一起缓缓围绕银河中心旋转,那里坐落着一个巨大的黑洞。早在中世纪晚期,人类就已通过哥白尼了解到行星环绕着太阳运动,但直到20世纪初,有赖于哈尔罗·
沙普利的成就,我们才不再把太阳视为宇宙的中心。
与太阳系内的尺度相比,恒星的距离无比遥远。目前的探测器飞抵最遥远的行星需要几年,但倘若要它飞抵离太阳最近的恒星系统——南门二,却需要大约10万年的时间。不过,以每秒30万公里的光速,只需4年多就可完成这趟旅程,因此光在一年时间里走过的距离,即光年,是衡量银河系大小的好尺度。很显然,穿越星空的旅行还不能指望那些速度尚不及光速千分之一的探测器。能实现这种旅行的,只有我们的眼睛。而现在,通过越来越强力的望远镜和成像设备,我们已经能够看得越来越远、越来越清晰。
恒星
在细致观察银河系的过程中,天文学家发现了一个缤纷多姿的世界。其中既有比木星大不了多少的恒星——褐矮星,也有极其庞大的恒星,如果把它放在太阳系中心,能占满地球的整个天空。天空看似亘古不变,但恒星却在远超人类生命的时间尺度上诞生、存在、消亡。对恒星而言,1000万年的寿命不过如蜉蝣般短暂。我们的太阳早已存在了比1000万年长数百倍的时间。
恒星从庞大而冰冷的氢和氦的云雾中成群地诞生。恒星一旦开始发光,将变得极为炽热,通常是放射出蓝钢般绚丽的光芒。环绕四周的气体则泛着美丽的玫瑰色,形成我们所称的星云。慢慢地,随着恒星的生命流逝,它冷却下来,也改变了颜色:从蓝色变为白色,然后是黄色,最后转为红色。
像太阳这样中等大小的恒星,在熄灭时,将缓缓地吹走环绕在它四周的大气。它一生中制造的碳、氮、氧等元素的原子将散落至宇宙空间,形成美丽缤纷的气体。正是这些元素组成了我们的身体,它们最初都来自恒星。特别庞大的恒星则更加戏剧化地死亡:它们剧烈爆发,形成超新星,将产生的元素抛射到太空,其中还包括那些较小的恒星无法产生的、原子量很高的种类,例如重金属元素。因此,像地球这样的行星,以及它表面流动的水、生长着的动植物,在宇宙早期绝不可能出现,因为那时的宇宙只由氢和氦组成。必须要经过好几代恒星,才能创造出太阳系内的类地行星或者像最近发现的开普勒452b那样的系外岩石行星所拥有的元素。
光以极高的速度飞行,但银河浩大。此刻如果银河系的另一端有一颗恒星死亡,它爆炸时的闪光要在数万年以后才能抵达我们眼中。同样地,我们现在接收到的星光也来自很久以前。恒星离得越远,我们看到的星光就越古老,这是天文宛如魔法的一面:当我们观看遥远的恒星时,我们正在看见它们的过去。观察南门二时,这一时间差是4年多一点;肉眼能看到的最远恒星,我们观察到的影像比它的实际年龄年轻了1.2万岁。那是一颗垂暮的恒星,此刻真正的它或许已经熄灭了。
河外星系
20世纪初,天文学家们,包括著名的埃德温·哈勃,开始测量宇宙中的距离。他们发现,“旋涡星云”这一类天体过于遥远,不太可能属于银河系:上千年前就为人类熟知的“仙女座大星云”,其实似乎远在100万光年之外,这个距离是银河系中离我们最遥远恒星的10倍。其他“旋涡星云”距离还要更远。虽然这些天体和银河系内的星云一样在小型望远镜中绚丽多姿,但除此之外二者再无相似之处。它们是极遥远、极明亮的天体,拥有数十亿颗恒星,与我们的银河系规模相仿。最终它们不再被称作“星云”,而是称“星系”。仙女座大星系是银河系最近的邻居,哈勃低估了它的距离,它实际上远在250万光年之外。在宇宙中极目远眺,就是穿越漫长的时间去观察历史。我们观测仙女座大星系时,看到的其实是它250万年前的模样。
星系遍布宇宙之中,直到它的边缘。业余望远镜能看到数千个星系,而星系的总数接近2000亿。哈勃空间望远镜在540小时的曝光之后拍摄到了迄今发现的最遥远也是最古老的星系,它诞生在略早于130亿年前。更深远处呢?到某个距离,已经不存在星系,只有一道电磁辐射的边墙,名为“宇宙微波背景辐射”。它来自宇宙诞生之初,即138亿年前的“大爆炸”后约40万年时,现在已经极其微弱,并且红移量极大。人们无法看得比这道墙更远,无法直接观测大爆炸,因为初生时的宇宙是不透明的。但我们能看到的一切,难道不是已经让人震撼万分了吗?太阳系的行星、不计其数的恒星、绚丽的星云、数以亿计的星系,它们散布在夜空中,满足着我们观察和理解宇宙的渴望。在这些天体和天象之中,有一些尤其壮丽,是其所属类型的代表;还有一些则极不寻常。我们从中选择了101种,希望与你一起,一步步地重新经历这段让人心醉神迷的旅程:从地平线出发,直到宇宙尽头。
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