作者：景海荣
出版社：北京科学技术出版社
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相约星空下试读：
前言
深邃美丽的星空，陪伴着我们度过了每一天、每一年，因为它和人类的生存环境休戚相关，自古以来就受到人类的极大关注。人们通过对星空的长期观测，了解了太阳、月亮、行星、恒星等众多天体的运动规律，以此掌握了通过星空辨别方向的方法，并根据星空出没的规律安排农业生产，最终依据天体运行规律制定了完善的历法体系，人类的文明也从此有了明确的日期记录。人类通过坚持不懈的观测和探索，记录了诸如流星雨、彗星、超新星爆发等大量的天文现象，通过对全天星空的区域划分，创建了完善的星座体系，这不仅有利于天文学的研究，而且形成的星座文化，丰富了人类的思想。望远镜的发明使天文学进入了一个崭新的阶段，人们和星空的距离一下子被拉近了，星星的秘密一个一个被我们了解，宇宙的奥秘逐步被人类破解。同时，美丽的星空所包含的无穷奥秘更激发了人们对太空的美好想象和憧憬，由此，数不胜数的与此相关的神话故事、民间传说成为人类文学宝库中非常重要的组成部分。
然而随着科技的飞速发展和人们生活水平的不断提高，繁华的城市生活使很多人已经忽略和淡忘了带给我们最早文明和无限遐想的星空世界。
星星是人类永恒的朋友，不论地球上发生怎样的变化，人们是否记得它们的存在，它们都一直执着地、不离不弃地伴随着我们。每当夜幕降临，它们都会准时出现在我们头顶，其所包含的无穷魅力非常值得我们去欣赏、去认识，相信它一定能够陶冶你的情操，平静你的心情，带给你想象的翅膀，为你的生活增添美丽的色彩！
本书以图文并茂的形式展现出美丽的四季星空，带你走进这充满奥秘与浪漫的星空世界，帮你轻松地认识一年中常见的星座和其中主要的亮星、星云、星团和星系。希望本书能够使你对璀璨的星空，以及天文学产生浓厚的兴趣，进而了解更多的天文学知识，提高自己的科学文化素养，形成健康的世界观和宇宙观。
编者第一章星空ABC
晴朗无月的夜晚，当你来到远离城市灯光的地方仰望天空时，会看到漆黑的天幕上，有无数晶莹璀璨的星星。如果你一直在城市中长大，那你一定会对眼前这壮观的美景发出由衷的赞叹。星空中有很多的秘密。为什么星星有的亮有的暗，为什么不同的星星有不同的颜色，为什么星星看起来好像在眨眼，我们究竟怎样才能认识那么多的星星呢？别着急，跟我来，让我们一起来认识它们吧！★星星究竟是什么？
在晴朗的夜晚，我们会看到满天的星星，其中绝大部分星星和太阳一样，是可以自己发光发热的天体，我们称之为“恒星”。“恒星”的本意是指恒定不动的星，但其实它们运动得很快，只是因为绝大多数的恒星都离我们极为遥远，所以，在相对比较短的时间里（比如几百年甚至几千年），我们无法察觉它们之间相对位置的变化。另有一类为数不多的星星是在恒星间穿行的，它们有时自西向东，有时自东向西，有时又会停下来，人们把这种在恒星间穿行的星星，称之为行星。现在我们知道，这些行星都是地球的伙伴。我们居住的地球是太阳系大家族的一分子。目前我们太阳系有八大行星，按照离太阳由近到远的顺序排列，分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。通常我们在夜晚中看到的星星，除了极少数是行星外，绝大部分都是恒星。所以，平常我们提到“星星”时，没有特殊说明的话，可以认为是指恒星。★天上的星星有多少？
也许你从小就听过这样一句话：“天上星，亮晶晶，数来数去数不清。”那么，天上的星星真的数不清吗？当然不是！其实，天文学家们早就数过了：整个天空中，肉眼能看到的星星一共有6000多颗。不过，即使是视力最好的人，在最理想的观测环境中，最多也只能同时看见3000来颗星星，另外的3000多颗在地平线以下。当然，这些只是肉眼能看到的星星数量，如果使用天文望远镜，还能看到更多暗一些的星星。望远镜的口径越大，能看到的星星也就越多。如果有机会，你可以试试用一架小型天文望远镜观察银河，你会看到数都数不清的星星。（北京天文馆喻京川供图）★天文学家用什么单位来计量星星与星星之间的距离？
从我们地球到太阳系的唯一的恒星——太阳的距离大约是1.5亿千米，写成数字就是150000000（数一下有多少个零）千米。我们与其他星星之间的距离，以及星星与星星之间的距离，都非常遥远，远远大于这个数字，继续用千米作为单位的话数字将过于庞大，不利于表达。所以，天文学家发明了一个新的单位——光年，用来计量星星与星星之间的距离。
所谓光年，就是指光在1年中所走过的距离。光的运动速度是宇宙中最快的，每秒钟能走30万千米，也就是每秒钟能绕地球赤道七圈半。这个数字乘以60（1分钟有60秒），再乘以60（1小时有60分钟），再乘以24（1天有24小时），再乘以365（1年有365天），就能得到光在一年中走过的距离，大约是9.5万亿千米（9500000000000千米，这个数字够大吧），粗略点儿说就是10万亿千米，这就是1光年。离我们太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们大约4.2光年。著名的牛郎星和织女星之间的距离是16光年，如果牛郎给织女打个电话，因为电话信号的传播速度等于光速，所以牛郎说一句话，织女要等16年才能听到，而牛郎要想等到织女的回话，则至少要等到32年之后，这是一件多么奇妙的事情啊！
恒星与恒星之间的距离是很大的，离得近的恒星之间的距离也有几光年或十几光年，离得远的就要几百、几千甚至几万光年了。我们所在的这个巨大的恒星王国——银河系，其大小大约有10万光年呢！小读者可以自己把它换算成千米，看看究竟是个多大的数字。★星座与希腊神话
天上的星星这么多，乍一看去又显得那么乱，这可让我们怎么去认识它们，记住它们啊？有办法，靠星座！
人们建立星座体系的指导思想，就是把星空按照一定的规律划分为若干个相对较小的区域，先记住这些区域，再记住这些区域中的星星。每个区域中的星星数量相对较少，认识起来就容易得多。这就好像一个学校，校长要想认识全校的学生，直接记忆有困难，就先把这些学生分到不同的班里，然后再一个班一个班地去认识，就容易了。
星座由来示意图
当然，这样的划分不是随意的，一般是先找一些在天空中位置相邻看起来又比较明亮的星星，用想象的线把它们连结起来，构成一定的图案，再加以命名，这样这个图案以及它周围的星空，就成为了一个星座。这种办法是距今大约5000年前生活在美索不达米亚（即现在的伊拉克）的牧羊人想出来的，后来慢慢传到了希腊。
希腊是世界四大文明古国之一，拥有一套独立完整的神话体系，我们称之为希腊神话。大神宙斯、神后赫拉、海皇波塞冬、冥王哈迪斯、太阳与文艺之神阿波罗、月亮与狩猎女神阿尔忒弥斯、智慧女神雅典娜、神使赫尔墨斯等便是希腊神话中为我们所熟知的一些神的名字。除了神，希腊神话中还有很多怪物，很多英雄，以及形形色色的国家和人民，围绕他们产生了无数脍炙人口的经典神话传说，像《金羊毛的故事》、《美杜莎的头颅》等等。这些神话传说非常有趣，充满浪漫色彩，正好和本来就美丽迷人的星空结合起来。于是希腊人充实和丰富了从美索不达米亚传过来的星座名称，并将这些星座对应的形象放到自己的神话故事中，比如说：“这个狮子座的狮子就是被某某大英雄打败后升到天上的。”“这个猎户座以前是一个威武的猎人，经历过很多的冒险。”希腊著名的天文学家托勒密整理归纳了这些星座名称和神话故事，在天空中划分出了48个最早的、多数与希腊神话相关的、同时也是地球的北半球最容易见到的星座。
到了15世纪，人类迎来了大航海时代，许多航海家航行到了赤道附近甚至南半球，看到了大片欧洲所不能看到的天空，于是新的星座纷至沓来，到19世纪末竟达120个之多。这些新星座的名称多为航海所用的仪器或者设备，比如圆规、六分仪等，体现了大航海时代的特色。为统一和规范，国际天文学联合会于1928年将全天星座整理为88个，这些星座就成为了目前通用于全世界的星座。
看到这里，你也许会说：“88个，还是太多了，我恐怕记不全。”没关系！一般而言，在你生活的地方并不是所有的星座都能看到，而且大多数星座也不是很重要，亮星也不多，不用专门去掌握，真正需要记住的也就二十几个星座。这些在后面会具体讲到。★星座会影响我们的命运吗？
同一个星座中的星星，虽然看起来好像离得很近，但其实大多数星星相距非常遥远，其运动方向、速度也都不同，根本就没有任何联系。它们离我们地球也非常遥远，不会对地球造成任何影响。星座的形象都是人们凭空想象出来的，如果换一个角度，这些星星组成的图像可能会完全不同。比如上图中的北斗七星，从地球上看像一个勺子，实际上每颗星到地球的距离各不相同，如果从侧面看，就完全看不出勺子的形状了。所以，现在社会上流传的很多所谓星座影响人生命运的说法，是完全没有科学道理的！
我们看到的星空与恒星实际空间分布的区别图★我国的星座体系
我国是世界四大文明古国之一，对星空的划分和命名有自己独立的系统。在我国古代，人们也是把看起来相邻的星星划分为一组一组的，不过不是称之为星座，而是称之为星官或星宿（xiù）。我国将国境内可见的星空划分为数百个星宿，划分的方法不像西方是根据单纯的想象和神话，而是将地面上的天子统治下的各种事物一一对应到了天上。比如，有宫殿、军营、战鼓，甚至还有厕所。这些星宿中比较知名的有黄道（即太阳1年中在天空走过的路线）和白道（即月亮在天空中运行的路线）附近的二十八宿，如昴宿、角宿就是二十八宿中的星宿。这二十八宿每七个宿又叫一个象，这样就有四个象，对应东西南北四个方向，分别为东方苍龙、西方白虎、南方朱雀、北方玄武。另外，在北极星周围还有一个区域称为拱极区，这个区域里面有三垣，分别为紫微垣、太微垣和天市垣，每个垣各包含许多个星宿。因此，我国的星宿体系的精髓可以简单地概括为“三垣四象二十八宿”。不过由于这套系统在国际并不通行，所以也就不过多介绍了。
我国的星宿体系示意图（北京天文馆《天上的宫殿》剧组供图）★我们任何时候看到的星空都是一样的吗，为什么要划分四季星空？
我们在不同时间看到的星空并不是完全相同的。你可以试试在某一天的不同时刻观察星空（比如就在你看到这段文字的晚上，如果天气晴好的话，晚上9点看一次星空，10点再看一次星空），你会发现星空是在变化着的。你也可以试试在不同日子的同一时刻看星空（比如你在这个月的15日晚上9点看一次星空，然后在下个月的15日晚上9点再看一次星空），你也会发现星空是在变化着的。那么是什么原因造成了这样的变化呢？这是由于地球的运动。地球一边自转，一边绕着太阳公转。刚才提到的现象，前者主要是因为地球自转引起的，我们称之为恒星的周日视运动，这是恒星每晚都有的东升西落的视运动；而后者主要是因为地球公转引起的，我们称之为恒星的周年视运动。在这里还要解释一下，所谓“视运动”，就是指“看起来在动”。前面已经说过，恒星真实的运动我们在短时间内是无法察觉的，我们看到的恒星东升西落、斗转星移这样的运动，其实是因为地球的自转和公转运动造成的。只不过因为我们身在地球，会下意识地感到自己和脚下的大地是不动的，因而我们就会认为是恒星在动。这种运动并不能反映恒星的真实运动，所以我们称之为“视运动”。
恒星的周日视运动很好理解，只要你原地转一圈，看看周围的东西是不是有所不同就明白了。周年视运动的理解会稍微麻烦一点儿，请看上图。上图中画出了地球绕太阳公转的路线，假设地球处于a位置时是冬季，处于b位置时是春季，如果你每次都是在夜里12点观测，那么你应该是刚好位于背向太阳的A点和B点。在这两个点上同样都是往头顶看，看到的星空自然是大不一样。位于A点的你必须水平往左看（相当于实际观测时往你所在地的东方地平线上看）才能看到B点处头顶的星空。如果在A点的你能耐心地等到早上天快亮时，你就来到了A'点，这时你看到的星空就基本上和在B点看到的一样了。
看到这里，聪明的你应该能想到，只要愿意坚持观测一整夜，事实上你可以看到当地80%以上的星空。但问题在于，愿意彻夜不眠、通宵观星的人并不多，我们也不提倡中小学生熬夜。绝大多数普通天文爱好者都是利用天黑后两三个小时的时间观测星空，这时看到的星空，在不同的季节有着很大的差别。这样，我们就可以粗略地把星空按季节划分为四大部分，分别进行讲解，便于大家理解和记忆，这就是划分“四季星空”的原因。★星星的命名
我们有了星座的概念，那么具体到每个星座中一颗一颗的星星，我们又应该怎么命名呢？
较早的时候，天文学家们是用星座加字母的方式来给星星命名的，即在每一个星座中，按星星由亮到暗的顺序，用小写的希腊字母α（阿尔法）、β（贝塔）、γ（伽玛）……来命名（见下表）。24个希腊字母用完，就用拉丁字母。比如金牛座α（阿尔法），就表示金牛座中最亮的星。不过也有一些特例，比如北斗七星，就是从斗口开始，顺着斗柄用希腊字母。从α（阿尔法）到η（伊塔）来排列，而不是按照星星的亮度等级来排列。又比如双子座中的最亮星其实是β（贝塔），α（阿尔法）是第二亮星。这些都是历史延续下来的，我们不能随意更改。
在编排星名时，字母的数量总是有限的，于是又有人提出用数字来编号的方法，即把一个星座中的星星，按照由西向东的顺序，用数字进行编号。比如大熊座80，就是大熊座第80号星。用这种办法可以给大量的星星命名。
对于现在普通天文爱好者在观测时所能看到的星星，一般是上述两种命名法通用。通常，有字母编号的星星，我们用它的字母编号；没有字母编号的星星，我们用它的数字编号。另外，我国古代的星宿系统对于很多有名的亮星也有专门名称，比如天琴座α（阿尔法）星，我国称为织女星；大犬座α（阿尔法）星，我国称为天狼星；狮子座α（阿尔法）星，我国称为轩辕十四等等。下图中的猎户座α（阿尔法）星，数字编号58，中文名参宿四；猎户座β（贝塔）星，数字编号20，中文名参宿七。
恒星的命名示意图★星等的概念
星等示意图
不同的星星发光能力本身不同，离我们也有近有远，所以看起来亮度就有明有暗。那么如何来描述星星的亮度呢？我们引入了星等的概念。这个概念最早是由古希腊天文学家喜帕恰斯提出来的。他把天上最亮的星星定为“1等星”，次亮的星星定为“2等星”，以此类推，到最后肉眼勉强能看见的星定为“6等星”。不过，这仍然没有一个精确的定义。到了19世纪，英国天文学家赫歇耳父子通过实测发现1等星的亮度是6等星的100倍，另一位英国天文学家普森经过归纳总结，得出了著名的普森公式：
星等每差一等，亮度相差2.512倍。
就是说，1等星的亮度是2等星的2.512倍，2等星的亮度是3等星的2.512倍……这样一来，1等星的亮度恰好等于6等星亮度的100倍。
为了更精确地描述星星的亮度，天文学家又使用了带小数的星等。对于少数比1等星还亮的星星，采用了0等和负数量等的表达方法，当然它们也满足普森公式。比如天狼星是-1.4等，织女星是0.0等，轩辕十四是1.4等。行星中金星最亮时是-4.5等，满月约是-12.5等，太阳约是-26.7等。★星星的颜色
不同的星星不仅拥有不同的亮度，还拥有不同的颜色。在良好的观测条件下（比如在晴朗无月的夜晚，在远离城市的野外观测），你会发现，有的星星是白色的，有的星星发着火红的光芒，还有的星星的星光是翡翠般的绿色。满天繁星就像五颜六色的宝石，镶嵌在如绸缎般的黑色天幕上，高贵而华丽。一些著名亮星的颜色还会成为认识相应星座的关键，因此需要特别注意。
满天繁星犹如五颜六色的宝石（北京天文馆喻京川供图）
那么，为什么星星会发出不同颜色的光芒呢？原来，这是由于不同星星的表面温度不同。如果你有机会去工厂看一下气焊枪的火焰，你就会发现，当工人师傅调节氧气开关，火焰会随着温度的升高从红色变到橙黄色，再变到白色，甚至蓝色。这个事实表明：高温物体的颜色与其表面温度有关。前面我们讲过，平时我们所看到的恒星，都是像太阳一样，靠自身的燃烧发光发热（这里所说的燃烧，当然不是平时常见的煤炭的燃烧或者木材的燃烧，而是发生一种称之为热核反应的原子核聚变）。不同的恒星，一方面自身的质量各不相同，另一方面各自所处的演化阶段也不同，因此燃烧的剧烈程度和发出的热量就不同。燃烧比较剧烈、发热量高的，表面温度就高，颜色就偏向白色或者蓝色；燃烧不太剧烈、发热量低的，表面温度就低，颜色就偏向黄色或者红色。我们的太阳表面温度大约是5500℃，属于黄色星星之列。★为什么星星看起来好像在眨眼？
前面我们讲过，恒星离我们的距离都非常非常的远，远到看上去就像一个一个的光点，我们称之为点光源。另一方面，我们地球表面有一层厚厚的大气层，这大气层的厚度、密度并不均匀，而且在不停地进行着对流之类的复杂运动。星光穿过大气层的时候，就会发生向各个不同方向的折射，以及被大气不规则地吸收，最后传到我们的眼睛里时，就会忽明忽暗地一闪一闪。越接近地平线的观测方向，大气层也就越厚、越动荡；越靠近城市的观测地，大气也会越加混浊。这些情况都会使星星“眨眼”的情况变得更为明显。少数的亮行星，由于离我们很近，在我们的视野中属于面光源，光线的规模比点光源大很多，受大气的影响也就远不如远处的恒星那么明显，所以一般情况下看起来是不“眨眼”的。这也成为在满天星斗中找出行星的简单标准。★双星和聚星
看起来，天上的星星是一颗一颗互相独立的，但实际上，还有很多恒星是成双成对的，这样的恒星系统称为双星。双星又分为光学双星和物理双星。光学双星仅仅是在天空中看起来很靠近，但彼此之间的真实距离却很遥远，也没有任何物理联系，实际上是互相独立的两颗单星。而物理双星呢，不但看起来很接近，其实际的距离也是非常地接近，以至于会受到共同的引力作用而相互绕转。以后提到的双星，如无特别说明，都是指物理双星。
双星和聚星示意图
组成双星的两颗恒星叫做子星，其中比较亮的称为主星，比较暗的称为伴星。有些双星两颗子星之间的距离比较大，目视就能将其分开，我们称之为目视双星，这类双星的互相绕转周期一般都较长；有些双星两颗子星之间的距离很小，只能通过更复杂的分光方法才能将其分开，我们称之为分光双星，这类双星的互相绕转周期一般都较短。
除了双星之外，还有两颗以上的恒星组成的聚星。三颗星组成的叫做三合星，四颗星组成的叫做四合星。典型的双星和聚星体系是左图中所示的北斗七星中的开阳星。开阳星和旁边很近的“辅”星组成双星系统，眼力好的人用肉眼就能看见。后来经过望远镜观测，发现开阳星本身又是一个双星，这就构成了一个三合星系统。再后来人们又发现，开阳星的两颗子星分别是双星和三合星，“辅”本身也是双星，这样，开阳星实际上是一个七合聚星系统。
在已经认识的恒星中，大约有1/3以上都是双星或聚星，可见双星和聚星是恒星世界的一个普遍现象。★星团
前面我们谈到了双星和聚星，其实在银河系中，还有更多数目的星星组成的集团，我们称之为星团。一个星团的成员星少则几十、几百颗，多的可达几万甚至几十万颗，其中一些较亮的我们用肉眼或者小望远镜就能看到。
星团又分为两种，一种成员星数目相对较少，没有固定形状，结构稀疏、松散，一般用小望远镜就能把成员星分解成单颗恒星，我们称之为疏散星团；另一种成员星数目相对较多，形状似球形，结构紧密，由边缘向中心高度密集，即使用大望远镜也无法将中心区域分解为单颗恒星，我们称之为球状星团。疏散星团都是年轻的星团，而球状星团都是年老的星团。冬夜星空中的昴星团是著名的疏散星团，眼力好的人可以看到六七颗单星，所以又叫七姐妹星团；而春夏之交的夜空中出现的武仙座球状星团则是球状星团的代表，肉眼勉强可见，在望远镜里看上去就像一朵盛开的大菊花，非常漂亮。
双子座中的疏散星团（图片来源：NOAO）★星云
星星与星星之间的空间里并非空无一物，而是充满着各种各样的星际物质。星际物质的分布很不均匀，在物质密度相对较大的区域，我们能观测到淡淡的云雾状天体，这种天体我们称之为星云。星云一般都是非常暗弱的，用肉眼一般只能看到一个猎户座大星云，其他的基本都需要借助望远镜。星云也有不同的种类，按形态分，可以分为弥漫星云、行星状星云和超新星遗迹云，其中弥漫星云又分为亮星云和暗星云等。
著名的马头星云，暗星云在红色亮星云的背景上呈现出马头的形状（图片来源：Ryan Steinberg & Family, Adam Block, NOAO, AURA, NSF）★银河和银河系
在晴朗的夏夜，当我们远离城市的灯光，抬头仰望天空时，就会看见一条横跨天空的乳白色光带。它浩浩荡荡、气势磅礴，将天空一分为二，宛如天上的一条大河，所以被人们称为银河。在我国古代，它又有天河、星河、银汉等名称，而在欧洲，它则被称为“乳汁之路”（Milky way）。
北半球中纬度地区夏季看到的银河（《中国的星空》项目组供图）
如果把一架小型望远镜指向银河，就能看到它其实是由无数的恒星组成的，只是由于星星太多太密，我们用肉眼分辨不开，所以看起来就连成了一条光带。而如果把望远镜向远离银河的方向看去，看到的星星便少得多，由此可见恒星是高度集中在“银河”这条光带内的。另外，不同季节的银河，其宽窄、亮度也不一样，夏夜的银河最为壮观，而秋夜和冬夜的就显得黯淡得多。这是为什么呢？
原来，我们之前所介绍的恒星、双星和聚星、星团、星云等，都属于一个庞大的运动着的恒星系统，叫做银河系。银河系大约包含2000亿颗恒星，形状像一个中央鼓起、边缘扁平的大铁饼，这个“铁饼”的直径约为10万光年，中央厚度约1万光年，边缘厚度约1千光年。我们的太阳在银河系中只是一颗极为普通的恒星，位于这个“铁饼”比较靠边缘的位置，离银河系的中心约2.7万光年。
下面来想象这样一个画面：在你们学校的操场上画着一个很大的圆，在这个圆里均匀地站满了人。你站在人群里，看看前后左右，能看到很多人；而如果抬头向上看或者向下看，就只能看到很少的人。同样的道理，我们在地球上向着银河系平面的方向看，就能看到很多很密集的恒星，这就形成了我们看到的银河；而如果向着偏离银河系平面的方向看，就只能看到很少的恒星。
继续想象刚才那个画面，如果你站在人群的正中央，向前后左右看，那么在各个方向上看到的人数应该是一样多的，可是如果你站在人群的边缘，那么显然，向人群中心看过去，所看到的人数要比向人群边缘看时看到的人数多得多。同样的道理，我们向着银河系的中心方向看过去，所能看到的恒星，也要比向银河系边缘所看到的恒星多得多。前者正好是我们夏天看到的银河，而后者是秋冬季的银河。
银河系在绕自己的质量中心不停地旋转，我们的太阳也带着地球等太阳系天体绕着银河系的中心旋转。太阳绕银心（就是银河系的中心）转一圈，大约需要2.5亿年的时间。
科学家想象的在银河系之外看到的银河系的样子（图片来源：NASA）★星系世界和大宇宙
看到这里也许你会感叹：银河系是多么庞大啊！我们的宇宙是不是就到此为止了呢？当然不是！银河系只是众多星系中的普通一员！我们的宇宙中有数不胜数的大大小小的星系，它们都和银河系一样，是由几十亿到几千亿颗恒星以及星际物质组成的，范围达几千到几十万光年。不过它们都离我们极为遥远，最近的都在十几万光年以外，因此用肉眼能直接看到的星系非常少，就算用普通望远镜来看，能看到的星系数量也极为有限，而且只能看到云雾状模模糊糊的一团，因此以前人们都将其笼统地称为“星云”。直到上个世纪20年代以后，陆续用大型天文望远镜将比较邻近的星系外围部分分解成了单颗恒星，才确定这些“星云”的真实身份。由于它们都在银河系之外，所以也被统称为河外星系。
星系有各种各样的形态和结构，传统的哈勃分类法将星系划分为四大类型，分别为旋涡星系、椭圆星系、棒旋星系和不规则星系。我们的银河系就属于旋涡星系，而在南半球容易见到的大、小麦哲伦星系，则是不规则星系的代表。
和恒星类似，星系的分布也存在成群结团的普遍现象。两个星系聚在一起，组成双重星系；三个至十几个星系聚集在一起，组成多重星系；十几个至几十个星系聚集在一起，组成星系群；上百个至上万个星系聚集在一起，组成星系团；许多个孤立的星系、星系群和星系团合起来，组成了超星系团；所有星系全部合起来，组成了总星系，也就是目前所能观测到的宇宙的全部，总共包含大约2000亿个星系。
奇妙的星系世界（图片来源：Hubblesite, NASA）
具体到我们的银河系，银河系和周围的30多个河外星系，组成了本星系群；离我们大约7000万光年的另外2500多个星系一起，组成了更大的室女座星系团；本星系群与室女座星系团又构成更高一级的星系集团，叫本超星系团。由此可见，我们的银河系，只是宇宙中的沧海一粟，而我们的太阳系乃至地球，就更是微不足道的一粒尘埃了。
通过以上描述，相信大家对我们的宇宙图景已经有了一个直观的认识。接下来，咱们就来聊聊观测星空前的具体准备工作。★观测时间的选择
要想观测星空，首先要求天气晴朗，其次要求没有月光干扰，明亮的月光会掩盖住星星暗弱的光芒。那么我们怎样才能避开这种干扰呢？如果按照我们之前所说的，只在天黑后的两三个小时内观测，那么，在农历的初七到十七，月光的干扰会相对比较大，尤其是在临近月亮的天区，大家观测时需要注意。★观测地点的选择
我们应当在能保证安全的前提下，尽量选择一个地势较高、视野开阔、周围没有建筑物和灯光干扰的场地。在这一点上，农村的读者朋友们要比城镇的读者朋友们幸运得多！不过，身在城镇的读者朋友也不要灰心，只要你不是身处灯光特别集中的地方，在晴朗无月的夜晚，也应该能看到3等左右的恒星，认出一些较为显著的星座！
星空下的观测★观测时要准备的其他物品和注意事项
星图是星空的“地图”，是把所看到的星空按照一定的规范画在纸上得到的。星图是每个观星初学者必不可少的辅助工具。本书中提供了四季星图，读者朋友可以非常直观、方便地使用。另外，市面上也有活动星图、其他用途的星图出售，读者朋友可以根据自己的需求进行选择。
一般情况下，具体观测时观测者需要置身于黑暗环境中20分钟以上，令自己的瞳孔充分扩大，使眼睛基本适应观察暗淡的天体。观测过程中尽量不要注视较强光照射的物体，更不要直视强光源，否则你又得花很长时间来适应黑暗。要想在黑暗中查阅星图，罩着红布的手电或者头灯是不错的选择。
如果进行长时间的户外观测，一定要注意保暖，要多穿衣裤，必要时带上暖手宝之类的辅助装备。如果去郊外进行长时间的观测，则要带上足够的水和必要的补充热量的食物。夏天在野外观测时，还要注意带上防蚊虫叮咬的药物。千万不要因为天文观测而生病。
最后，还有非常重要的一点，那就是注意安全！包括人身和财产安全。
星图、手电和头灯是观测时必不可少的装备第二章“狮子”当头的春夜星空
春风送暖，大地复苏，迷人的春季星空降临我们的眼前。春天的天气比较暖和，适合进行天文观测。不过，在北方的许多地区，昼夜温差较大，因此晚上观测时也要注意多穿一些衣物。★本书星图使用说明
下面星图是春夜面向南的星图。每个季节的星图，我们都按照南、北、西、东的顺序绘制，一共四幅。观测时，只需要找到正确的方位，将对应的星图竖起来放在眼前，就能对照星图认识星空。星图中绘出了星座形象的连线，便于更直观地认识星座。星图中标出了星座的名称和重要亮星的名称，特别著名的星云、星团、星系也会标明。在星图右上角的图例，标出了不同亮度的星分别用多大的圆点来绘制，读者朋友可以据此大概判断图中各颗星的亮度。星图左上角的时间表示在对应的时间段能看到如图所示的星空，不过对于我国比较偏西或者偏东的观测者，时间上要相应的向后延或者向前提几十分钟甚至一个多小时。
星图中不同颜色的恒星用相应的颜色绘制。在多幅星图中都可以看到的淡淡的彩色光带是银河，黄色的曲线是黄道，红色的曲线是天赤道。星图的边框有三个，紫色边框对应北纬45°地区看到的星空，蓝色边框对应北纬35°地区看到的星空，绿色边框对应北纬25°地区看到的星空。星图下方标示出了方向。
每个季节面向南以及东南、东北的星空一般是该季节的代表星空，我们的书中会详细介绍。其他方向的星空，则会放在其他季节里介绍。
春夜面向南的星空
春夜面向南看到的星座是春夜星空的部分代表星座，比较重要的有狮子座、室女座、长蛇座和巨蟹座。面向西南看到的星座属于冬夜星空的星座。
春夜面向北的星空
春夜面向北看到的星座是春夜北方星空的代表星座，比较重要的有大熊座、小熊座和牧夫座。面向西北看到的星座主要属于冬夜星空的星座。
春夜面向西的星空
春夜面向西看到的星座主要属于冬夜星空的星座。
春夜面向东的星空
春夜面向东看到的星座是春夜星空的代表星座，比较重要的有室女座、牧夫座和大熊座。★北斗七星和北极星
小熊座详细星图
也许你很早就听说过“北斗七星”、“北极星”这两个词，但你可能既不知道它们在哪里，也不知道它们之间有什么区别。现在机会来了，在晴朗的春季夜晚，向北方看去，在正北偏东一点的空中，有七颗明亮的星星，它们排列成一个巨大勺子的形状，颇为壮观，这就是中国人常说的“北斗七星”，也是大熊座最显眼的组成部分。这七颗星的名字，按照从斗勺到斗柄的顺序排列，依次为天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光（分别对应大熊座α~η），它们都是2等星或3等星。将斗口的天璇、天枢两星连接起来，向外延长大约5倍远的距离，能看到一颗2等星，这就是北极星，也是小熊座的最亮星——小熊座α（如左页下图所示）。北极星虽然不算特别亮，但由于周围没有其他亮星，因此还是很容易看到的。在我们的有生之年里，这颗星会一直待在几乎正北的方向，找到它就找到了北方，也就相应地确定了其他方向。怎么确定？大家记住八个字：面北背南，左西右东。就是说，当我们面对北方时，我们的背后是南方，而左手边是西方，右手边是东方。这可以说是天文学上最有名的确定方向的方法了。
右边的大勺子是北斗七星，将斗口的两星连线延长约5倍远可以找到北极星。北极星所在的星座是小熊座（《中国的星空》项目组供图）★阿卡斯的化身——小熊座
北极星位于小熊座的尾巴尖上，它是一颗双星，不过伴星很暗。小熊座的七颗主星也像北斗七星一样构成一个勺子的样子，在我国俗称“小北斗”，其亮度和大小都远远不及北斗七星，因此并不引人注目。★被变成熊的仙女——大熊座
大熊座详细星图
从星图上看，大熊座是一个很大的星座，有100多颗肉眼可见的星，北斗七星其实只是大熊座的后背及尾巴部分。只不过因为其他部分没有亮星，所以不是很引人注目。大熊座的开阳星其实是一个七合聚星系统，这在我们之前的“双星”一节中讲过，这里就不再重复了。大熊座里还有许多星系，比较有名的是位于大熊头部的两个，编号分别是M81和M82（M是“梅西耶星表”的缩写，这个星表标出了近110个星云、星团和星系，M81就是指在梅西耶星表中编号第81号的天体），亮度分别为7等和8等，用一台小望远镜就能欣赏它们美丽的身影。其中，M81是一个典型的旋涡星系，M82则是一个不规则星系。
大熊座照片（《中国的星空》项目组供图）
大熊座的两个亮星系M81和M82，右边是旋涡星系M81，左边是不规则星系M82（图片来源：Hubblesite, NASA）★大熊座和小熊座的传说（北京天文馆马骁昆供图）
下面来说说关于大熊座和小熊座的传说。在希腊神话中，有一个美丽的仙女，名叫卡利斯托，她打猎的技术十分高明，是月神兼狩猎女神阿尔忒弥斯的侍从。大神宙斯爱上了她，与她结合。这件事被阿尔忒弥斯知道了，认为她玷污了仙女的圣洁，将她赶走了。卡利斯托流落四方，生下了儿子阿卡斯。这件事当然逃不过神后赫拉的耳目。赫拉非常嫉恨，便施法将卡利斯托变成了一只大母熊，让她永远不能照顾自己的儿子。时光飞逝，转眼十五年过去了，卡利斯托的儿子阿卡斯成长为一个英俊强壮的小伙子，也像他母亲一样是一个出色的猎手，于是赫拉又故意设法引诱阿卡斯在山林里遇到卡利斯托。卡利斯托一眼就认出了自己的儿子，高兴地张开双臂想拥抱他。可阿卡斯怎么可能想到眼前这只面目狰狞、正向自己迎面扑来的大熊是自己的母亲呢？他举起长矛就要刺下去。就在这时，恰好宙斯在天上巡视，他不忍心看到这样的惨剧发生，于是立即施法将阿卡斯变成了一只小熊。阿卡斯一变成小熊，就立即认出了自己的妈妈，高兴地和卡利斯托拥抱在一起。宙斯看了感到非常欣慰，为了不让他们母子继续遭受什么意外，就把他们提升到天界，成为大熊座和小熊座。这样的结果当然不能令赫拉满意，于是她便设法令这两个星座永远不知疲倦地绕着北天极旋转，不像别的星座那样有机会到地平线下休息（在古希腊人所在的纬度，这两个星座确实永远都落不到地平线下面去）。她还选派了一个猎人，带着凶猛的猎犬穷追于后。这位猎人就是牧夫座，而他所牵的两只猎犬就是猎犬座（关于这两个星座的情况，后文详述）。★牧夫座和猎犬座
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