2009年8月3日 星期一

觀天入門:偕日昇、偕日落

觀察不同的恆星,找出它們最早的偕日昇(Heliacal Rising)的日期,以及最晚的偕日落(Heliacal Setting)的日期。記錄天空條件對看到偕日昇偕日落的日期的影響。

顧名思義,偕日昇就是和太陽同時昇起,偕日落就是和太陽同時落下。不過實際觀測的時候,恆星還是要比太陽早一點點的時間昇起,才能剛好被看到;同理,也要比太陽晚一點點的時間落下,才能剛好被看到。所以有些人稱偕日昇偕日落的日期分別為「先陽昇」日、「後陽落」日。

由於地球在軌道上繞太陽公轉,所以所有的恆星每天會比前一天早四分鐘昇起,所以一年之中每個恆星都有機會偕日昇。同理,一年之中每個恆星也都有機會偕日落

但是,你要像看日出或日落一樣看到恆星在地平線上昇起或落下是不太可能的事,在觀天習題卅二提到過大氣消光(Atmospheric Extinction)作用,即使是全黑的夜晚,在地平線上某個仰角之下,是無法看到它們的。因此,偕日星昇是指恒星在黎明前十分短暫的可見於東方低空,一會兒就天色大白;偕日星落就是在黃昏後十分短暫的可見於西方低空,一會兒前還天色明亮。

在古時候,看到某一個特定恆星最早的偕日昇的日期是非常重要的大事。其中最著名的應是天狼星(Sirius),每年第一次看到它偕日昇代表的是尼羅河水即將泛濫,帶給埃及人肥沃的黑土和一年良好的收成,因此古時候埃及人將天狼星偕日昇日訂為新年的開始。對現代的觀星者而言,在曙光乍現之前,看到全天最明亮的恆星的偕日昇景象,也是十分激勵和具啟發性的。

因此,天狼星在今日仍是追星族觀察偕日昇的主要目標。不過它每年能在曙光中被看到的最早日期不只因天空條件有所變化,也和你的觀測能力以及所處緯度有關。你所處的緯度決定每個恆星在每年每個時候的爬昇(下降)角度,(由三角函數計算而得),對住在北半球中緯度的人們來說,這個角度在偕日落的時候和在偕日昇的時候並不一樣。例如,天狼星偕日落合日(在太陽南方)之間的日子,要比合日偕日昇之間的日子長。

下表列出許多明亮恆星合日的日期(非閏年);以及在北緯四十度地區這些恆星和太陽同時上昇的日期,以及在日出前一小時上昇的日期,每年最早能看到偕日昇的日期應該在這兩個之間。請你記錄你的觀測值。(不同緯度的觀測地點,或是不同的觀測目標,可以依此範例自行查對天文資料及製表。)

恆星偕日昇參考數據(北緯40°)
  合日 和太陽同時上昇 * 較太陽早一小時上昇 *
魔羯座α, β 1月22日 1月15日 2月7日
仙女座α 3月23日 2月1日 3月3日
昴宿星團 5月20日 5月16日 6月3日
畢宿五 6月1日 6月7日 6月22日
參宿四 6月20日 7月2日 7月16日
北河三 7月17日 7月10日 7月25日
南河三 7月16日 7月27日 8月9日
天狼星 7月2日 8月4日 8月15日
軒轅十四 8月21日 8月21日 9月2日
大角 10月29日 10月7日 10月20日
角宿一 10月16日 10月17日 10月29日
心宿二 12月1日 12月7日 12月18日
河鼓二 1月15日 12月15日 12月27日
* 天氣會造成影響,偕日昇應該在這兩個日期之間。

當然,天氣是影響因素之一,霾和雲就能延後你首次看到某一特定恆星的偕日昇的日期,或是提前你最後看到偕日落的日期。所以,請你把天空條件一併記錄下來。

問題

一、你看到了那些恆星的偕日昇偕日落,它們的日期各為何?

二、霾(甚至是雲)要多濃,會改變你觀察到的偕日昇偕日落的日期?

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