赤经和赤纬一一天文学的金钥匙

只要你掌握了赤经和赤纬这两把金钥匙，在天空中寻路就像在你的城市里一样容易。

天空中遍布着无形的坐标网格，可以帮你轻松地找到想找的天体，就像在地图上找一个城市一样。

Stellarium

每个天文观测的小白迟早都要接触赤经（right ascension或RA）和赤纬（declination或Dec.）。当笔者在11岁开始天文生涯时，也觉得这些有点深奥，但随即意识到它们就是类似经纬度的数字，只不过是用于星空而已。

纬度和经度

要在地球的球面上找到一个地点，你只需要知道它的纬度（用度数表示的赤道以南或以北的距离）和经度（用度数表示的本初子午线以东或以西的距离）就行了。本初子午线是经过英国格林尼治皇家天文台并延伸到南北两极的一条假想线，它定义了0°经线，正如赤道定义了0°纬线。

每个城市都有独一无二的经纬度。比如北京坐落在北纬39.9°，东经116.4°。又如悉尼位于南纬 -33.9°，东经150.9°。纬度前面的负号表示南纬，正号表示北纬。无论是城市、机场，甚至你自己家，都在遍布全球的坐标网（下图）上的某处，其位置由两个数字确定。

图中为假想的纬线（从0°到赤道以南和以北各90°）和经线（从0°到本初子午线以东和以西各180°）组成的网格覆盖下的地球。偶尔也用正负号代替东经和西经表示。

CC0 1.0

在地球表面，每一度纬度约等于111千米。为了更精确，我们将度再划分成弧分和弧秒。每度包含60分（’），一分又是60秒（”）。北京天安门广场的精确位置是北纬+ 39°54’27”，东经116°23’17”。

我们行星上的每个城市都有各自的经纬度，就是它在网格上的位置。图示为底特律。

CC 3.0 / Wikipedia

赤经和赤纬

像城市一样，天空中的每个天体也有两个数字来确定其位置，称为赤经和赤纬，即该天体的天球坐标。赤纬相当于纬度，赤经相当于经度。星空中没有道路，所以想要在望远镜中找到一个天体，知道它的坐标是至关重要的。

让我们打开脑洞，把地球上的经纬网想象成画在一个柔韧的透明足球表面。如果能给这个球不断充气，使它膨胀成一个以地球为中心的巨大球体，你就会在天上看到经线和纬线。表示0°纬线的赤道成为天赤道环绕天空，而南北天极分别对应着地球极轴的两端。

站在地球的赤道上来看，天赤道从东方地平线开始，经过头顶正上方，向下到达西方地平线。因为我们在这个球体内，天赤道还会继续从地球的另一面环绕过去。

这是在“大足球”内的地球。赤纬（绿色）是天赤道以南或以北的度数。赤经则类似于经度，是春分点以东的度数。红圈是太阳在天空中的视运动路径，称为黄道。

Tom Ruen / CC BY-SA 3.0

从中纬度地区看，天赤道位于地平线和天顶之间，而从南北极点看，天赤道则沿着地平线环绕。天赤道以北的任何天体都用正号表示赤纬，以南的则用负号。比如，织女星的赤纬为+38°47’1”，南门二为 -60°50’2”。它们分居于天赤道南北。你知道北天极的赤纬吗？能答出+90°，这一关就算过了。

这一片天区被天赤道一分为二，以小时表示的赤经标在上方，赤纬标在左侧。还显示了亮星参宿四和天狼星的坐标。

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我们用在地球上的自然位置作为经度的基准，那么该用什么作为赤经的基准呢？天空中划分东、西的0°标志在哪里？天文学家用的是太阳到达天文春季第一天的春分点（the vernal equinox）。现在，春分点位于双鱼座内。天空可以看作是一个钟表，随着地球的自转而转动，所以赤经的零点称为0h（0时）。不同于经度，赤经只沿单一方向计数，那就是向东。因为一天有24小时，沿赤道的赤经每一时等于圆周的1/24（360°除以24），即15°。一时比仙后座W 形宽度的一半略大。

此图显示了北天极和极区。赤纬标示间隔10°，赤经沿圆周标示。按习惯用0h而非24h。

Stellarium

为了与赤经的时间含义相匹配，时又被划分为分和秒，并用m和s表示。以北极星为例，它的位置是赤经2h41m39s，赤纬+89°15’51”。因为恒星每24小时周天运动一次，赤经的范围是0h到24h。位于春分点东侧一点点的双鱼座29号星非常接近0h，赤经为0h01m49s，而在春分点西侧的双鱼座ω星紧邻着它，赤经却是大相径庭的23h59m19s。

不同于地球坐标，天球坐标会因地轴的缓慢摆动（称为进动）而变化。进动导致春分点以每年50.3弧秒的速度向西漂移（称为岁差）。由于春分点改变，带动坐标网随之变化。这就是星表和软件需要不断更新至最新“历元”的原因。每隔50年做一次变更，当前多数星表和软件是历元J2000.0坐标（对应2000年）。下次更新将在2050年。

学习赤经和赤纬给了你解锁夜空中天体位置的金钥匙。在电脑软件计算出新发现彗星和快速移动小行星的路径之前，笔者已经迫不及待地从它们的坐标入手了。笔者在纸质星图上手工标出了位置，然后用望远镜对准那个点，沉浸在亲自发现它的激动中。

如果你拥有GoTo望远镜，又有新发现的彗星或新星，用赤经和赤纬也是超级方便的。只要输入其坐标，点回车，秒秒钟就看到了。如果你听说了一颗新彗星或快速移动小行星，通过速查它不断变化的坐标，你不但能知道它现在在哪里，而且知道它会去向何方，这样就能计划与它邂逅的最佳时机了。