一套標(biāo)準(zhǔn)裝置的天文望遠(yuǎn)鏡往往由望遠(yuǎn)鏡、赤道儀、腳架等部件組成,而望遠(yuǎn)鏡、腳架大家都見過。沒接觸過天文望遠(yuǎn)鏡的朋友,恐怕對赤道儀是最陌生的,因?yàn)樗彩翘煳闹刑赜械囊粋€(gè)儀器。這里我就給大家簡單介紹一下。
要說赤道儀,應(yīng)該先說一下地平式的裝置。
地平式的裝置很常見,是一種具有兩根軸的支架,望遠(yuǎn)鏡裝在上面,可以很方便地調(diào)整指向和高度。初學(xué)者使用地平式裝置找星應(yīng)該沒什么問題:想看哪兒就指向哪兒好了!不知道要找的星的位置?看星圖好了,按圖索驥嘛!通過星圖找星是不是很困難?其實(shí)不難。當(dāng)然,前提是你應(yīng)該熟悉全天的一些亮星或有指向功能的星座,比如小熊、大熊、天鵝、人馬、天蝎、天鷹、天琴、獵戶、飛馬、仙女、天狼、獅子(順便透露一下,其實(shí)我也只認(rèn)識這么多了,再問我就要去查星圖了)。反正我就是這樣找到c/12001 A2彗星的。通過已認(rèn)識的星座再去認(rèn)別的星座,難度會(huì)小很多。所以我建議,初學(xué)者在開始認(rèn)星時(shí)最好有一個(gè)已經(jīng)認(rèn)識星座的朋友指導(dǎo)。
但用地平式望遠(yuǎn)鏡看星的時(shí)候,有一個(gè)明顯的缺點(diǎn):本來對準(zhǔn)了一顆星,可過一會(huì)兒,這顆星就跑到視場外了,并且使用的放大倍率越高,這種現(xiàn)象越明顯。這是因?yàn)樾切敲刻於荚谧鰱|升西落的運(yùn)動(dòng)。在地平坐標(biāo)中,描述每顆星位置的兩個(gè)值——方位角和地平高度都是隨時(shí)間變化的。如果望遠(yuǎn)鏡要一直指向某顆星,就必須同時(shí)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的仰角和方位角。由于兩個(gè)方向變化的量完全不一樣,用這樣的裝置跟蹤一顆星會(huì)相當(dāng)困難(當(dāng)然,現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)導(dǎo)星系統(tǒng)是可以做到在地平式裝置下精確導(dǎo)星的),于是赤道儀應(yīng)運(yùn)而生。赤道儀是為了改進(jìn)地平式裝置的缺點(diǎn)而制作出來的,它的主要目的就是想克服地球自轉(zhuǎn)對觀星的影響。大家知道,正是由于地球自轉(zhuǎn),星星才產(chǎn)生東升西落的現(xiàn)象。
知道了原因,要解決這個(gè)問題就不難了。地球不斷由西向東自轉(zhuǎn),24小時(shí)轉(zhuǎn)360°,我們只要設(shè)計(jì)一個(gè)裝置,讓望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和地球一樣,而方向正好相反(由東向西),就可以消除地球自轉(zhuǎn)的影響了。
從理論上說,赤道儀使用的坐標(biāo)系是赤道坐標(biāo)系,它相當(dāng)于一個(gè)和星星一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大網(wǎng)格。由于它和星星一起轉(zhuǎn)動(dòng),所以描述每顆星位置的兩個(gè)值——赤經(jīng)和赤緯是不變的。通俗地說,赤道儀就是一個(gè)試圖讓望遠(yuǎn)鏡和這個(gè)網(wǎng)格一起轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
使用赤道儀時(shí)首先要將其極軸對準(zhǔn)北天極(理想的情況下)。完全對準(zhǔn)后,不論望遠(yuǎn)鏡對向什么星星,赤緯都不需要調(diào)整,只要讓望遠(yuǎn)鏡在赤經(jīng)(或稱時(shí)角)方向按星星的行進(jìn)速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),就可以讓這顆星一直保持在望遠(yuǎn)鏡的視場內(nèi)。這個(gè)速度就是每天360°,也就是所謂的自動(dòng)跟蹤。當(dāng)然,如果你使用的是手動(dòng)的赤道儀,你就得每隔一定時(shí)間調(diào)整一下赤經(jīng)旋鈕,赤緯則無須調(diào)整(當(dāng)然,如果極軸對得不夠準(zhǔn),還要適當(dāng)微調(diào)一下赤緯)。無須同時(shí)調(diào)整兩個(gè)軸,這樣就便于跟蹤,這是使用赤道儀的根本原因。
很多天文普及書籍會(huì)教大家通過計(jì)算時(shí)角來找星。但根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),真正做業(yè)余觀測時(shí)使用時(shí)角并不方便:因?yàn)榈孟人愠龊阈菚r(shí),還要知道你想觀測天體的赤經(jīng)和赤緯值;再加上時(shí)角盤的精度問題,這樣找星遠(yuǎn)不如用星圖直接找星方便。
只有對于那種有固定底座、極軸已經(jīng)對準(zhǔn)的固定望遠(yuǎn)鏡。以及對星座很不熟悉的人,它才有優(yōu)勢(我在南京大學(xué)天文系的時(shí)候就是這么做的,老師從不教怎么看星座。要看星?先算恒星時(shí),再算時(shí)角……哈哈,煩!所以天文系畢業(yè)的學(xué)生在天上找不到星座一點(diǎn)也不奇怪呀……)。
另外,直接用天文望遠(yuǎn)鏡找星的確是有點(diǎn)困難的,因?yàn)橹麋R的視場往往很小,所以天文望遠(yuǎn)鏡通常都有一個(gè)尋星鏡,它的視場比較大,用于輔助找星。當(dāng)然,如果有一架雙筒鏡幫忙,會(huì)輕松很多。這就是很多有經(jīng)驗(yàn)的愛好者建議初學(xué)者先買雙筒望遠(yuǎn)鏡的緣故。