2012-10-17

星圖原理與使用

(updated 2017/11/03 )


星圖與使用



星圖

在電子星圖尚未普及的過去,我們都會使用星座盤用來辨識夜空中的星座,而當我們要尋找行星以及其他的暗天體,星座盤就不夠,需要靠星圖和天文日曆來輔助。星圖是含有座標刻度的星空的地圖,乃根據已知的恆星及深空天體投影在我們假想的天球上的位置繪製而成。而天文日曆則主要記載未來(通常是一年度)各行星的每日在天空中的預測位置以及月相還有其他特殊天象及天文數據等等。



星座盤
星座盤)以此星座盤為例:藍色的部分可視為地面,使用的方法為,調整好觀測的時間與日期後,依據星座盤上面標示的方向(東南西北)將整個星座盤轉成自己正面對的方向,並且藍色的區域向下。



把天球分割成許多區域來標示的星圖
(把天球分割成許多區域來標示的星圖)


過去印在紙上的全天星圖大概可分為幾種,一種是以單張來呈現整個星空的全天星圖,第二種是把星空以赤經赤緯平均分割成好幾個區域的星圖,星圖一般以涵蓋的天體最暗星等來區別,譬9等星圖就會比6等星圖所收納的星體還要多上許多,通常星圖數量也比較龐大,分割較細。由於差一星等的星體數量就差很多,因此星圖的規模從數張到分冊的都有。

星圖的大小差異,圖左的URANOMETRIA  2000.0 的星圖涵蓋的視野約1h,圖右的6星等野外星圖中視野約6h。
星圖的大小差異,圖左的URANOMETRIA  2000.0 的星圖ㄧ整頁涵蓋的視野約1h,圖右的6星等野外星圖中一整頁涵蓋的赤經視野約6h。圖左為California nebula - 1499附近的星圖,星圖中加州星雲已有一定的大小與形狀,右方星圖中的加州星雲只是一個比筆尖稍大的圖示。從照片中也可看出兩個星圖在同一視角裡顯示的星星數差距很大。星圖上方皆有標示赤經座標,側邊則標示赤緯座標。(然而電子星圖可以縮放視野,譬如Skysafari可以一直放大到整個螢幕只有赤經視野1s,雖然通常用不到那麼細尚可繼續放大,是遠比紙本星圖精細的地方,後面會介紹到電子星圖)


此外,也有針對特定器材設計的星圖(譬如針對雙筒望遠鏡視野設計的星圖),或特殊觀測目的的星圖(譬如用來估計極限星等的星圖),或者針對特定星體的星圖以及專為輔助尋找暗天體所使用的星圖(finder charts)。不過這種針對特定種類的天體(譬如比較知名的梅西爾天體等星雲星團及星系)所做的星圖,涵蓋的天球範圍或天體只有需要用到的部分,像是'The Observer's Sky Atlas'就只涵蓋約百分之十的天空,所以此類星圖比較適合以該星圖所付的星體目錄查找該星圖中有收錄的天體,並不適合使用者自己依座標去查找天體(例如以座標找行星小行星彗星衛星等等等)的方式


M31的各種搜尋星圖。
M31的各種搜尋星圖。
此類finder charts 星圖適合查找該書中有收錄的深空天體,但星圖範圍只有涵蓋需要用到的部分星空。同時,根據搜尋星圖作者的取捨,並非你想要找的天體都找得到,像“The Observer's Sky Atlas” 就找不到 seagull nebula(IC 2177), 必須以座標從一般涵蓋全天的星圖找,或用手機星圖也很方便。

*使用此類星圖請依書中所付的索引目錄(天體編號與書中星圖號碼的對照表)去找出該天體所在的天區的星圖。

例如我們要從 “The Observer's Sky Atlas” 找獵戶座M42星雲所在的天區的星圖,我們第一個步驟是先從書末的索引目錄中找到它的星圖號碼(可從名稱或目錄編號搜尋)。

已知的天體都會有個天體編號或名稱,譬如獵戶座大星雲的英文名稱是 Orion Nebula, 它的梅西爾(Messier)目錄編號是M42, 它的NGC(New General Catalogue)編號則是 1976,所以Orion Nebula, M42, NGC 1976 這三個名稱指的都是同一個天體(獵戶座大星雲)。我們從書末可找到M42對應的該書中的星圖號碼(請注意星圖號碼根據每本星圖作者將天球的方式不同而會不同)是E4 。

接下來我們要翻到前面找到編號E4的星圖(58頁),現在使用者應該可以從星圖裡找到M42。

照片中所顯示的是Andrameda Galaxy(M31)的星圖,也是同樣以索引目錄查到星圖編號
N0 再找出編號是N0的星圖。


就紙本星圖來說,個人還蠻推薦“The Observer's Sky Atlas”的,這本是很輕便也很實用的紙本星圖,裡面編輯了業餘望遠鏡適合觀測的250個天體的搜尋星圖。一般我們說業餘的望遠鏡是指8"(含),即二十公分口徑以下的望遠鏡。

其他搜尋星圖、圖鑑。左起:瑞昇出版社《春夏秋冬-天文星座觀測趣》、銀禾文化《星雲.星團指南》、貓頭鷹出版《天文觀星圖鑑》,這三本中文書個人覺得還不錯。


梅西爾Messier目錄
梅西爾Messier目錄 是梅西爾當年在搜尋彗星時,看到一些其他易混淆的非彗星的天體,而將那時他所看見的星雲星團另編目錄,後人又有補充而成。梅西爾目錄收錄的天體以中小型望遠鏡便能夠觀賞。


赤道座標
(Equatorial)




星圖跟世界地圖很像,只不過投影的方向不同,世界地圖是從空中向下看,天球的投影則是從地球向星空仰望。地球有經緯座標天球也有經緯座標(赤經 RA 與赤緯 DEC),稱作赤道座標,是天球座標系統之一種,星圖通常使用此座標系統,天球的軸心即為地球的自轉軸,但天球的經度座標是恆星時,將全天劃分成24h如星圖所示(全天轉一圈即恆星時24h),1h又可分為60m,雖然單位都和時間相同,但它不同於我們日常使用的時間(即平均太陽時,太陽兩次到達中天的間隔為一日,約24小時整),恆星兩次到中天(恆星時過了24h)的時間只需要23小時又56分鐘,即是同樣的星空每天會比前一天早四分鐘升起,這也是為何我們會看到四季不同的星空。
RA恆星時的0h為春分點,而這個春分點會因歲差逐年緩慢向前移動,譬如
http://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/A11StarCharts.html
中Apollo11使用的星圖中的春分點與今年已有些差異,現在0h的刻度要離圖上的仙女座的alpha星要更遠些。

天球的緯度座標(DEC) 跟地球很像,天球赤道為緯度0度,向北逐漸增加到+90度為天球北極,反之向南-90度為天球南極。





地平座標
(Horizon)


地平座標以目標的方位(方位的刻度是以觀測者為中心,以正北為0度向東遞增將環繞地平一圈等分為360度並標示方位字母)、仰角(相對於觀測者的仰角高度)。

在行動裝置的電子星圖普及以後地平座標的查詢變得非常方便(因為要將赤道座標需要經過複雜的計算才能轉換成地平座標,可參考Wiki),電腦的即時轉換、顯示使得實用性增加了許多。
地平座標

地平座標運用方式請參考 觀賞國際太空站(ISS) 飛過初體驗彗星綠 /Comet Jacques等篇





使用星圖


1.查出想尋找的天體的赤道座標。(如果是finder charts之類的星圖則從星圖目錄中查找是否有你所要找的天體,若有則者出該天體所屬圖號。)

從天文日曆、網站或星圖等相關書籍,或電子星圖附帶的資料都可以找到;如果是彗星則查相關天文網站或電子星圖也找得到軌道座標等預測資料),然後從星圖中找到涵蓋該座標區域的星圖。如果是電子星圖則用星圖內建的搜尋功能即可快速叫出以目標為中心的星圖。

2.接著利用座標找到天體在圖中的位置,然後檢視目標附近的亮星,找幾顆星以作為將來搜尋天體時的參考星。

3.實際觀測時,將星圖對照實際星空,先利用辨識星座找出目標在星空中的大概區域,然後找出參考星,並利用參考星進一步尋找逐漸逼近目標天體。此方法叫做牽星法(Star hopping)。 除非天體在星空中非常明顯,否則這個步驟通常就需要借助尋星鏡等器材。

究竟要使用多少星等的星圖則主要參考觀測當時所使用的器材的極限星等,也就是能看到多暗的星等而定(極限星等與觀測當時的環境也有關),譬如如果只是裸眼欣賞星空,那麼六星等以下的星圖就非常足夠了。


今日市面上的GOTO(自動導入,自動將望遠鏡移到指定座標)系統的赤道儀已經相當普及,使用者只要事先校正好赤道儀,在控制器上找到天體的代號或輸入相關座標,便可以控制赤道儀自動去瞄準天體。有了這套系統,愛好者即使不懂星圖仍然可以享受觀星的樂趣。

然則對於沒有GOTO的赤道儀(如Pentax MS-3)望遠鏡,或雙筒與輕便攝星裝置(如Pentax O-GPS1系統,可參考秋夜的星空冒險/O-GPS1此篇),如果想觀測或拍攝比較暗的天體,就要借助星圖與尋星鏡等工具來自行尋找並瞄準目標,否則就只能尋找較亮的天體。

話說回來,即使星空愛好者有GOTO系統,若能利用星圖來自己尋找天體,就像在閃閃發亮的溪流中尋找寶石、金沙,或逛花園、神話迷宮一般,過程既神秘又有趣,同時,多巡遊星空一次也就對星空更深入一分瞭解,且自行找到天體並觀賞時的成就感與悸動也是無法言喻的。除非使用者對星空的興趣只是單純想利用GOTO系統來找到並拍攝天體,否則準備星圖與瞭解星圖的用法是需要的(不難懂且有益而無害^^)。


全天星圖、本地恆星時
全天星圖、本地恆星時


全天星圖與本地恆星時
如果你大致清楚所有星座的相對位置以及幾個主要星座粗略的赤經座標,那麼知道當下的本地恆星時就能大概描繪出一幅當時的全天星圖。

以單張星圖標示整個天球的全天星圖,限於篇幅的大小使得它所標示的天體大多侷限於星座以及組成星座的主要的恆星,與少數較亮的星雲星團及星系等。不過由於現在電子資訊非常方便,使得此種星圖便於應用。

譬如我們隨時可以從手機上查到自己所在位置此刻的「本地恆星時 - LAST」,即此刻通過自己的子午缐(自北方通過自己頭頂延伸向南方的假想線)上的天球赤經座標(恆星時),這樣我們就可以馬上從星圖得知目前正通過子午線的星座及其他星座相對於我們的位置。如此可以取代星座盤的功能(因為此星圖的上方是天球北極,使用此星圖時方向要跟拿星座盤一樣顛倒過來,就像仰望星空一樣將星圖與實際星空方向吻合),且一目瞭然非常好用。

由照片所示從手機中查到的本地恆星時LAST,再對照星圖,我們知道當時的星空裡仙女座正通過子午線。

當然也可以由此再大約推算其他時辰的星空。

恆星時轉一圈不到一天(平均太陽時的24小時),同一顆星會比前一天早約四分鐘升上子午線,但這23h56m平均太陽時,恆星時繞一圈24h其實尺度差不多,所以可直接由恆星時加減時間去估算當天其他時刻的星空。譬如照片中顯示時間是約晚上八點半,要推算十一點半的本地恆星時只需用0:37再加上3h即3h37m即可,也就是這一天晚上十一點半時昴宿星團即差不多要升上子午線了。

如果要推算遠期的星空,就要加上每天四分鐘的差距,譬如十五天後恆星時將會快上1h(4mx15=60m),一個月快上2h。 因此十五天後同一時刻(8:31)的本地恆星時將會是1h37m03s。就這樣,只要知道此刻此地的本地恆星時,搭配有座標的星圖就可以估算得知此地一整年的星空了(當然,尋找暗天體則需要搭配更詳細的星圖),這個原理跟星座盤以及赤道儀的極望轉盤其實是大同小異的。


赤道儀對極軸時用來顯示北極星位置的極軸望遠鏡和它的時間刻度盤
(赤道儀對極軸時用來顯示北極星位置的極軸望遠鏡和它的時間刻度盤)




將天球分成南北並有赤經赤緯座標刻度的全天星圖
將天球分成南北並有赤經赤緯座標刻度的全天星圖


時角 Hour Angle

時角其實就是天體的赤經座標相對於本地恆星時的相對座標,簡單說,就是天體相對於天球北極的位置(以子午線為零時角,逆時鐘方向遞增,分為24h)。有些電子星圖如SkySafari 在查詢天體資訊時會提供這項資料。

這是項很有用的資訊,除了知道天體大概位置,我們也可以利用查北極星的時角來直接調整極望內的北極星圖示位置以對極軸,這種方式便不需要使用極望的時間刻度盤,僅需:
1.轉動極軸使北極星刻度位在極望裏的正下方(即是時角零的位置。極望視野是實際天空的顛倒像)。2.將赤經軸刻度環歸零。3.轉動赤經軸直到赤經刻度環讀數為北極星此刻的Hour Angle。4.調整極軸將極望中所見的北極引入正確位置。



Skysafari的時角顯示方式:w是指由子午線向西,E指由子午線向東。




電子星圖

今日的電子星圖通常同時俱備了星圖與天文日曆這兩者的角色,甚至提供更多強大的功能譬如:GPS自動導向的即時星圖,可變更的日期時間與觀測地設定(查詢過去或未來與在地球上任一地點的星空),可縮放的星圖視角,提供今日星空、天體升落與過中天的時刻,每日月相與銀河升落時間與其相位(可從星圖上直接看到),暮曙光時間預報顯示行星位置,提供目鏡或相機視野大小的模擬,可自行調整星圖的極限星等,自動從網路及時更新星圖裡的衛星小行星及彗星資料,依星體的自行修正星圖,遙控控制赤道儀,夜視等等實用功能,無論是觀測前的計劃或觀測中都可以藉由電子星圖得到更多便捷的幫助,許多資訊可即時從電子星圖獲得,使用者無需死記硬背。


電子星圖的縮放功能使得使用者能夠即時地、與相機成像或目鏡的視野比對非常小視野內的星點,同時,即時的眼視比對天體細節也變得可能。(視野為了方便與前面的紙本星圖比較,這裡也選擇加州星雲為例。這裡的視野是2.2x2.7度,還可以一直放大下去。)


今日的電子星圖或天文輔助軟體相當多,可參考astronomy with iPhone此篇。


行動裝置上的星圖

今日的電子星圖或天文輔助軟體相當多
Starmap Pro

SkySafari Plus/Pro
安裝在ipad mini上的SkySafari 4 plus

SkySafari4  Plus 

目前我最常用的星圖設備 - SkySafari 4+ ,很方便 (個人目前使用在 iPad mini),上圖為第四版,使用者可以先設定設備,並選擇要自動計算、模擬顯示哪些器材搭配的視野。(第三版模擬視野需自行輸入角度大小)

但在模擬相機視野時,目前畫面只會標示相機,要在相機後方標示使用鏡頭的小訣竅就是在建立設備清單時為同一台相機建立多個項目,然後給它不同焦段名稱。
*(2017/09/26) 目前我已改用SkySafari 5 Pro版本,因為使用 Mewlon210 目視時,Plus版本的星等不夠暗。可參考我的SkySafari 5 Pro 的設備設定檔 Dropbox 下載,裡面包括iTelescope的視野設定。(請打開APP內的網路儲存功能,這樣便可以將下載的設定檔覆蓋儲存於icloud drive 或google drive裡的檔案)

SkySafari 還有一個重要、便利的功能,就是Flip 翻轉視野的功能。使用者只要點畫面右上角一下便會出現Flip視窗。你可以根據你現在正在使用的設備來翻轉視野以得到跟你從設備所見的視野相同方向,譬如你使用顛倒像的尋星鏡,或者你使用了天頂鏡等,尤其當你需要在不同的設備間切換。


SKySafari 5 Pro 的翻轉功能


在同一個選單中,另一個好用的功能是使用者自訂視野的快速切換功能,可控制三個FOV,這三個FOV是使用者在設定Display選單中自訂五個FOV設置的前三個。所以使用者可以依自己的觀測或拍攝習慣,將常會切換的視野放在設定中的前三個。
以下圖為例,若使用者點選1.29度按鈕,星圖將會立刻放大到視野2的設定,也就是1.29度大小。
使用者自訂視野快速切換與顯示/隱藏功能

另外,點左上角則會出現極限星等調整與座標系統切換的快速選單。極限星等的快速調整功能非常便於目視時對應目鏡內的視野使用。而可從地平座標快速切換至赤道座標則便於使用座標差刻度法 或等待時角法等尋星時選擇與目標天體有非常接近的赤緯座標的參考星。



***SkySafari Pro 與 Plus 的主要版本差異在於,Skysafari plus 在視野差不多40' 時顯示的極限星等只有12等,Pro 在40'視野時可以到15.5等。plus 要到差不多10' 視野時才能顯示到14等,Pro是18等。因此對於6"鏡以上的使用者尤其是自己尋星或目視使用者,用Pro會比較容易比對目鏡視野。


另外,使用者可以建立自己的觀測清單也是Skysafari的特色之一,使用者也可以加入它的Yahoo Group,在檔案區可以下載其他網友建好的各類觀測清單。



SkySafari Plus 的精度修正畫面。電子星圖與紙本星圖最大的不同點其一,便是電子星圖可以使用現時的曆元(Epoch),以及做各種修正並即時地反應於星圖中。


SkySafari Plus 的修正設定:

Aberration 光行差修正

precession 歲差
使用 current epoch 就是用2017年 (現時紀元) 的赤道座標系,或者使用者可以自行在下方輸入要用哪一年的。
Proper Motion 天體的自行
當你在觀測例如Barnard's Star 或 61 Cyg 這類自行速度非常高的星體時必須開啟此修正,在星圖顯示的該天體位置才會正確。觀測者也才有辦法經由比對背景星來確認該星體。

Light Time 光行所需時間
這項修正針對對於太陽系的天體,此設定會影響行星的衛星之相對位置、行星的旋轉相位等顯示。打開此設定時會將天體出發的光至地球需要時間納入計算,譬如此刻星圖上木星的相位和它的衞星位置會顯示約38分鐘之前的狀態。

Dynamic Time 地球力學時間,ΔT,這個值會一直變動

此為修正地球轉速不均的誤差,修正時星圖會將由系統得到的時間再加上ΔT,開啟這個設定能夠更精確地顯示天象(譬如日月蝕、掩星等)發生的當地時間。

Refraction 大氣折射
修正因為大氣折射而使觀測者目視天體時出現的仰角誤差。開啟時會修正在天體info資訊中的座標資訊。如果您的觀測是需要精確的仰角位置,譬如北極星的仰角,那麼就開啟這個修正項(與開啟前的仰角相減可得修正量),這個也會修正到Hour Angle。


當使用者查詢太陽的資料時,資料中會顯示當日各種曙、暮光(DAWN and DUSK)的時間。此外,每個天體的資訊中都會有Angular Separation一項,它會顯示當前選定的目標與前一個選擇的目標之間的離角;Visibility 會顯示天體升、中天、落時刻,非太陽的天體會另外顯示衝或合之日期,也是很有用的資訊。


當使用者在太陽系設定選單中打開 [with Surfaces]功能後,月球便會以實際的月面顯示(此畫面視野約6')


電腦星圖


電腦星圖方面,目前個人使用免費的 Skychart


天體搜尋


手機或平板上的電子星圖通常都有導航功能,當你把手機面向天空,手機上的星圖就會顯示手機所面對的天空的區域。當你要搜尋某個特定目標,使用搜尋功能並選擇天體,星圖就會顯示該天體所在的區域的星圖,有些星圖會有箭頭指示指引使用者移動手機去面向該天體,但因爲手機的電子量具精度有限,同時大部份的天體是肉眼無法看見,所以導航功能只能帶你到大概的區域。要更精密的將望遠鏡或鏡頭瞄準天體,使用者可使用以下幾種找星法:

PS.(以下內容同載於Pentax o-gps1 how-to)

#幾種搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):

A.  Star hopping  (牽星法)
這是最常使用的方法。在天空背景亮度有18.5~19 MPSAS左右的郊區夜空,一定(目前尚沒有找不到的)都找的到參考星。



A1
幾種搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):  A.  Star hopping  (牽星法)


當搜尋一些非常暗的天體乃至於肉眼難辨之天體時,因為無法直接瞄準目標,必需先在星圖上找出在該天體位置上或附近比較明顯的星星作為參考星,並規劃搜尋路徑,搜尋路徑從夜空裡以肉眼最易認的亮星為起點,然後到下一顆參考星,如飛石般,一步步移到離天體最近的參考星。

實際搜尋時就是對照星圖與星空,照規劃路徑漸漸轉動雲台將尋星鏡視野/相機視野瞄準天體或參考星,若是攝影可接著試曝光來確認。這種方法即是Star hopping 。此細膩的操作必需依賴有倍率的尋星鏡與微動雲台協助。

例如我們要拍攝seagull海鷗星雲(即使是用目視無法看到它的設備),我們可以夜空中非常容易辨認的獵戶座腰帶為起點,然後找到大犬座的天狼星(夜空中最亮的恆星,所以不難找),轉動雲台將尋星鏡中央對準天狼星。第三步,要找到大犬座θ CMa星比較需要耐心,需透過比對星圖與尋星鏡視野中的實際星空星星的分佈來確認θ星,並將尋星鏡中央瞄準它。接著以seagull星雲相對於θ星的位置與距離(以尋星鏡的視野大小為參考),如果電子星圖能模擬尋星鏡視野最佳,可以看出當把θ星移到尋星鏡右上角時,seagull 星雲應會完全在相機視野裡。而實際操作便照此轉動雲台
最後一步是先試曝光確認是否該星雲有出現在相片中,若有表示搜尋成功,然後便可邊拍邊調整構圖(其實也沒什麼好構圖的,就是把目標放入視野中適當位置)。

使用電子星圖可以針對特定範圍放大,較易於比對星空。如果使用紙本星圖,除非星圖的視角夠小,要不然比對起來吃力很多(尤其在最後的步驟)。


A2
如果在選擇下一顆參考星時距離控制在一個尋星鏡的視野內(當然選擇的參考星要是逐漸接近目標的方向),就不用擔心一次跳的太遠在中途有迷路的可能。

譬如我們現在要從Cocoon Galaxy 繭之星系 移到下個目標 Whale Galaxy 鯨魚星系,我們先參考星圖找參考星,這裡我們把Cocoon Galaxy 旁的Chara當第一顆參考星,θ CVn為第二顆參考星,在Whale Galaxy附近的AX CVn為第三顆參考星。(如果我們不事先在星圖上規劃,我們也可以在尋星鏡視野中尋找下一顆參考星)

1.先慢慢微調雲台將Chara移動到尋星鏡視野的左側,我們會發現θ CVn星如預期從右上方進入視野,下一步便是移動雲台將θ CVn移至尋星鏡視野的左方。


幾種搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):  A.  Star hopping  (牽星法)



2. 當我們慢慢將θ CVn移到尋星鏡視野左上角時,AX CVn便會出現在同一視野內的右下角。

幾種搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):  A.  Star hopping  (牽星法)


3. 因為我們從星圖知道 AX CVn 與 Whale Galaxy的距離在一個尋星鏡的視野內,並且AX CVn在 Whale Galaxy的北方,現在我們將AX CVn移到尋星鏡視野的北方(此圖尋星鏡視野的左偏上方。),Whale Galaxy就會進入尋星鏡的視野內靠右側的地方。

幾種搜尋天體的方法(使用尋星鏡對照星圖):  A.  Star hopping  (牽星法)





B.  守株待兔(等待時角差 waiting hour angle。使用赤道座標
守株待兔(等待時角差 waiting hour angle。使用赤道座標)


如果你有特別想找或拍某的天體,可是該天體附近有沒有什麼較明顯的參考星,或者不容易ˋ使用star hopping也可以考慮這種方法。此法乃是利用天球運行的特性以及赤經坐標與日常生活上所使用的時間單位上的微妙關係 (雖不同但可互為參考利用),但使用者必須知道一點赤道坐標與星圖的關係以及恆星時與平均太陽時的差異。

此例我們想瞄準NGC 2264 ,首先,我們找一顆赤緯坐標與欲搜尋天體相同或非常接近(或相機視野可涵蓋的角度)的參考星,但該參考星時角必須超前天體(赤經坐標要在天體之前),譬如獵戶座的Messia,與NGC2264的赤緯只相差 4'左右,而Messia的赤經坐標是RA 05h 35m 53.06s,在NGC2264的A 06h 41m 42.71s 之前。(如果覺得α Ori比較亮當參考星比較好對也可以,但赤緯角度差較多,相機視野必須要至少可以涵蓋。 )

因為天球的運行方向加上兩者之間的坐標關係,在夜晚中Messia 會比NGC2264先昇起與落下。並且,NGC2264一定會通過Messia剛經過的地方(因為兩者的赤緯坐標相當),至於之間間隔多長時間,我們可以以計算兩者的赤經坐標差來估算時間。(請注意赤經坐標的恆星時與我們平常使用的太陽時的尺度不同,但在短時間內相差甚小)

現在我們計算出兩者的赤經坐標差,即6h41m減掉5h35m,約等於1h 6m。即當Messia通過某一位置後,經過約66分鐘的時間後NGC2264也會通過相同的位置。

如果覺得計算時間麻煩我們也可以用輔助的App來計算。


TcCalc (timecode & frame) (免費)。 可用來計算時間與縮時攝影所需拍攝幀數。fps設60時可以做純時間運算。



 TimeDiff  (免費)。時間與日期差距運算器。

因此,我們只要在夜空裡找到Messia,然後將相機/目鏡視野中心對準它。接著我們就可以設定鬧鐘為66分鐘。然後擺著不管它,去吃個點心或睡個覺或躺著仰望星空,然後等鬧鐘響了,NGC2264應該就在視野中了。

*若是使用赤道儀時則可以選擇等待時角,或直接使用C-3的方法,以刻度環輔助來offset,轉動赤經軸到目標上。



C. 刻度偏移法(offsetting):

C-0.使用地平座標的仰角偏移法 (先移方位後移仰角):
假設此刻我們想要尋星鏡或相機瞄準Seagull Nebula(海鷗星雲)。
1.首先我們查電子星圖,注意地平座標,「當下、或預計觀測的那時刻(因為天體的地平座標是一直在隨時間變動著)與海鷗星雲具有相同方位角的亮星作為參考星,此例是以天狼星作為參考星,當下它與海鷗星雲的地平座標的方位角都差不多是233度(差一點沒關係,差距在視野範圍內即可),接著我們計算兩者的仰角差= 34.8-27.3 = 7.5度。

C. 使用地平座標的刻度偏移法(Angle Level offsetting)

尋找同方位角參考星,並計算仰角差

2.再來我們調整方位瞄準天狼星,將其引入尋星鏡十字中央,接著用相機Liveview放大調整天狼星至相機視野中央(會更精確)。然後將仰角刻度歸零(如果雲台有仰角刻度環使用刻度環,如果雲台沒有刻度或刻度不好用,則可使用角度器如照片,該刻度讀數可到0.2度),以角度器為例就是把角度盤(主尺)的0轉到對準指針。

C. 使用地平座標的刻度偏移法(Angle Level offsetting) /角度器
角度器,此角度器的原理是利用重力,指針的另一端是小重錘。角度器的底座有磁鐵方便固定。


 3.接著我們調整雲台仰角(此例是向上),直到角度器指到7.5度為止(精確的使用角度器法請見附錄)。這時海鷗星雲就會在尋星鏡與相機視野內了。

使用仰角偏移法時這些步驟都要儘量在短時間內完成,因為星空一直在轉動,目標與參考星的地平座標都隨時在變化。使用者當然也可以找方位及仰角都需要偏移的參考星,只是要注意在操作兩軸的所花費的時間下星空的位移肯定會比較多。建議還是單純仰角offset比較容易。

C-1 赤道儀使用者的,使用赤道座標的offset ***

如果您是使用赤道儀,極軸如果有對準,當然也是可以利用赤道儀本身的刻度環作 offsetting方法(使用赤道座標系統),因為調整的是赤經軸和赤緯軸,所以offset的是赤道座標偏差。這時找參考星最好要找和目標赤緯座標相同的,或赤經座標相同的。如果赤經赤緯座標都有差也無妨,那就必須offset 兩軸,總之,要訣就是找目標天體附近的可見星為參考星,離越近對極軸誤差的容許度就較高,offset 也會較準。

*建議選擇與目標天體有非常接近的赤緯座標的參考星,先用牽星法跳至該參考星,再使用此offset(座標差刻度環法),只要轉動赤經軸移至目標天體(即轉動目標與參考星的赤經座標差),如此只轉動赤經軸會比較好用且迅速許多,若赤經軸的刻度環有副尺的設置可以讓精度更準確(可微調到一分鐘時角)。(DIY製作副尺可參考這篇




*小結:赤道儀使用者,無論使用座標差刻度環導入,或者時角等待法。建議都先找一個與目標的赤緯座標相同或非常接近的參考星,先用牽星法瞄準導入參考星,接著便可以赤經座標差來利用赤經軸刻度環導入目標,或者停機等待目標自己移入視野內。需注意的是,對極軸的誤差並不會影響時角等待法的精度,但會影響刻度環導入的精度,所以選擇參考星時選越靠近目標天體的越佳。

*小結二:刻度導入法,經緯儀使用仰角差offset,赤道儀使用赤經座標差 offset比較容易。


一般來說,使用者只要熟悉Star hopping 並經過多次實際找星觀測經驗後,使用Star hopping 找任何天體應該都沒什麼問題,也不會花很長時間。如果真Star hopping 找不到,或尋星視野比較小時,刻度導入的方式便可以派上用場。




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