作者：霍华德·施耐德
出版社：未读·北京联合出版公司
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
国家地理终极观星指南试读：
前言
第一次注意到夜空，记得是20世纪60年代在得克萨斯州的时候。那时我年纪还小，有一天晚上,我正在照顾弟弟，由于他待在室内太久就会变得烦躁不安，所以我们就到屋子外面，铺一张毯子，躺在上面看星空。那天晚上，闪亮的银河挂在天空，我对弟弟说：“月亮里面住着一个人。”他看到明亮皎洁的满月，就轻易地相信了。
几年以后，大约在我12岁的一个清晨，我爸把我叫起来。“没时间换衣服了。”他说，于是我们穿着睡衣，在一片漆黑中出发，开车直达得克萨斯州科珀斯克里斯蒂的海堤。他在地上铺好毯子，从红色的保温瓶中倒出咖啡，然后指向挂着一弯新月的天空中的一个暗淡的天体，必须侧视才能看见（不要直视物体，望向它的旁边反而会看得更清楚）。我那时看到的天体似乎占了天空的四分之一！在我的记忆中那是一颗彗星，不过根据后来的调查，应该是别的什么天体。因为记录显示，当年的观测地点并没有任何肉眼可见的大彗星。但无论如何，我都非常高兴能够和最敬爱的父亲一起进行这趟夜间探险。
多年以后，我带着娇小可爱的妈妈到得克萨斯州戴维斯堡的麦克唐纳天文台去看狮子座流星雨。那时她已经快80岁了，却没有因寒冷和坚硬的地板而却步，而是和我一起躺在薄薄的毯子上看流星。这场壮丽的流星雨持续了将近两个小时，流星一颗接着一颗划过天际，我们兴奋地一直拍手，指着它们发出一声声赞叹。
即使到现在，璀璨的恒星、行星和星座的美依然令我屏息。虽然我无法否认借助麦克唐纳天文台的大望远镜可以得到令人震撼的视觉感观，不过还有一个更简便的方法，也能让观星成为伴随你一生的迷人体验—带上一本《国家地理终极观星指南》和一条毛毯，选一个晴朗的夜晚，亲自踏上令人着迷的观星之旅吧！
祝观星愉快！桑迪·伍德得州大学麦克唐纳天文台《与星星有约》（Star Date）广播节目主持人站在地球上观察，恒星绕着北天极转时留下的轨迹
如何使用本书
这本《国家地理终极观星指南》分为10章，为引导你进入天文学的世界提供了充足的信息。从月球、太阳，到恒星与行星，每章完整地介绍了各种观星主题。你不只会读到观测天体的实用建议，还会学到怎样辨识所看到的天体。此外，本书还收录了最新的天文学发现，并介绍天体运行背后的科学原理。
除了丰富的内容之外，每一页还附有各式各样的参考信息，包括有趣的知识和数字、恒星与行星背后的故事，以及重要的观星人简介。本书还会教你如何参考其他章节的信息，并提供许多网络链接，让你能轻松找到更多的信息。在每章最后的专题策划中，你会学到一些实用的观星技巧和建议，让你在享受观星乐趣的同时，对天文学有更多的了解。
❶ 天文事实：这些方框内的文字会介绍有趣的科学现象、简短的史实和特殊的天体。
❷ 边栏：本书设有三种边栏—“观星人”介绍知名的天文学家和科学家的故事；“历史故事”则收录和夜空有关的传说；最后一种是“科学知识”，解释夜空观测背后的科学原理。
❸ 网站链接：这里所提供的网站，将引导你找到更多与主题相关的信息。
❹ 内文：以生动易懂的文字介绍与天文观测相关的、实用的科学知识。
❺ 基本信息：提供天体的关键信息和数据，便于快速查考。
❻ 图标：介绍具体条目时会提到其特有的象征、故事和符号。
❼ 表格：列出地球大气层的结构、星座中主要的亮星，以及每年的流星雨和需要使用的观测仪器等重要信息。
❽ 星图：第8章介绍了58个星座，每个星座都附有对应的星图。为了帮助读者找到特定的星座和其他天体，本书特别绘制了这些星图，标示出主要的亮星、深空天体和邻近的星座。
❾ 有趣的天体：第8章中，这个板块介绍旋转的星系、充满气体的星云、闪烁的星团，以及双星系统等星座中各种迷人的天体。01Sky Watching Basics观星入门本章内容探索夜空·确认方位·黄道亮星导引·计算时间·光污染·在城市里观赏夜空双筒望远镜·与孩子一起观星为天体命名·月亮有多高专题策划我看到了什么探索夜空
我们可以把夜空设想成人类娱乐和新闻最早的来源。各种星座、突然闪现的极光，以及彗星的光芒等天文现象影响了人类文明，为人类提供了播种与收获的农耕指导信息。
不论是在有光污染的城市还是无光污染的乡村，观星都是易于上手的爱好。对新手来说，投入天文学专业研究可能没有必要，不过即使是业余的爱好者，也能为这个科学领域做出贡献。
要成为专家，除了反复练习，还需要在器材上投资，比如观星专用的高倍率双筒望远镜和具备自动追踪功能、装有摄影装置的单筒望远镜，你甚至还要在后院盖一座有活动屋顶的天文观测台—但是刚入门的新手还不需要用到这些。天文事实业余天文爱好者为天文学发展所做出的贡献有目共睹，其中贡献最多的是莱斯利·C.帕耳帖（Leslie C. Peltier，1900—1980），他在20世纪前叶发现了10颗彗星，并对变星做了13.2万次亮度变化的观测。科学知识：夜视天文学家克莱德·汤博（Clyde Tombaugh，1906—1997）是冥王星的发现者。他在开始观测前，会先在黑暗中待瞳孔放大，使得更多的光能进入眼睛。视杆细胞是夜视中最重要的感光细胞，为了使视杆细胞和视锥细胞都达到夜视最佳状态，需要在黑暗或微光环境下适应至少45分钟。如果不能像汤博一样花一个小时适应黑暗，那么15～20分钟多少也会有所帮助。开始观测
开始观星一点也不难，只要走出户外，抬头仰望寥廓的夜空就够了。这个阶段最重要的“观测仪器”是眼睛，想打好天文学基础，可以先专注于最容易观察的天体。你的首要任务是观察月亮的阴晴圆缺、太阳运行轨迹的变化，以及夜空中最亮的天体的运行方式。这些任务看似简单，却会带来很大的收获。持续几个月，这些观察不仅能帮你掌握星空的运行规律，对日后观测遥远的暗淡天体也会大有帮助。
那么该去哪里观测呢？地点当然是越暗越好，乡间或郊区的公园比有光污染的城市街道更合适。如果在家里观星，就要尽可能关掉所有的灯；如果去乡间观星，就要找一个背对城市，远离光污染的地方。要观察南方的星空，就要往城市的南方走，还要尽量避开无屏蔽的路灯和照明系统，再用一块黑布或夹克罩在头上，这样可以有效地阻隔光线。做好准备
为了让眼睛适应黑暗，你至少要在黑暗中待15～20分钟，这段时间即使只是短暂地瞄到车灯，就又得让眼睛重新适应。
在查阅观星指南（比如第7章的星图）时，如果需要用手电筒，可以在一般的手电筒上包一层红色玻璃纸，或是直接使用有红色滤镜的手电筒。红色（尤其是暗红色）的灯光对夜晚观测的影响会比白光小很多。
此外，你也必须留意气象变化。对新手来说，天空当然越干净越好。冷锋或暴风雨都会将空中的湿气和云雾清理干净，因此冷锋过境和暴雨初晴的夜晚非常适合观星。高气压地区通常也会有着晴朗的夜空。
最后，认真的观测需要有耐心，这时保持舒适就是关键，记得要随时补充水分和营养。即使是在温暖的夏夜，观测几个小时之后天气也可能会变冷，别忘了多带几件御寒衣物。虽然穿防水鞋可以避免脚被露水弄湿，不过防水鞋价格不菲—其实，在地上铺一块毯子便能解决这个问题。带上一张躺椅，就可以用最舒服的姿势观星了。确认方位天文事实南极星即南极座σ星，指向天球的南极，但用肉眼很难看清楚。
地球仪上我们熟悉的参考坐标点包括把地球分成南北两个半球的赤道、南北两极，以及用来定位的经度和纬度。天文学上也用类似的概念来描述天体在宇宙中的位置。除了需要在观念上进行转换，我们还要认清一个事实—你看到的天象和它出现的位置，取决于你所在的地点和观测的时间。天球
我们都知道，地球不是宇宙的中心，不过为了方便理解，星图还是以地球为中心来表示。想象地球被一个巨大的球所包围，这个球称为天球。天球的赤道与地球的赤道平行；将地球的南北极向外延伸，延伸线会通过天球的南北极。
然后，假想所有的恒星都镶在天球上，恒星的位置可以用赤纬和赤经两组坐标来表示。赤纬相当于纬度，代表恒星离天球赤道有多远，天球赤道的赤纬为0度，南北极的赤纬分别为−90度与90度；赤经相当于经度，就像地球上的一天被分成24小时一样，每小时等于15度。赤经以春分点的经线为“0时”，春分点就是太阳通过天球赤道时的点。现在让天球由东向西旋转，恒星就会由东向西通过天顶，实际上这是地球由西向东转动所造成的。星轨是以天球北极为圆心画出的同心圆
知道自己所在地的大概纬度很重要，这样你才知道该选用哪个纬度的星图（本书的星图以北纬40度所见的天体为准）。如果你站在地球的北极，就看不到天球赤道以南的恒星，越往南走，就能看到越多天球赤道以南的恒星。寻找北极星
在北半球观星，可以从寻找北极星（现阶段为勾陈一）开始，它几乎就在地球北极的正上方，而且一年四季都看得见。将北斗七星“勺口”最外面的两颗星连成线，并向外延伸大约一把勺子的长度，就可以找到北极星。面对北极星，你的前方就是北方，背后是南方，右边和左边分别是东方和西方。
北极星在天空的高度就是当地的地理纬度。在北极（北纬90度），北极星就位于天顶，与地平面呈90度夹角。越往南，北极星在天空的位置看起来就越低，在美国北部和加拿大南部一带（相当于北纬40度～北纬50度），会看到北极星位于地平线到天顶之间一半的地方。观星人：托勒密和许多早期的思想家一样，公元2世纪时希腊天文学家克罗狄斯·托勒密（Claudius Ptolemy）也被月球、太阳与恒星表面看上去的运行规律所欺骗，以为地球是宇宙的中心。他建立了一个以地球为中心的系统，并把大大小小的轨道套在别的轨道上，这个模型在某种程度上解释了这些天体的运行规律。当时托勒密已经假设地球的自转轴有所倾斜，这个推论至今依然成立。黄道
你所看到的星空，不仅取决于你的所在地，还和观测的时间有关系，每一天都有所不同。太阳是天球上众多天体之一，它在天球上有自己的运行轨迹，看似周而复始地绕着我们转，太阳运行的这条路径称为黄道。地球上的人看到太阳在天球上沿着黄道运行，但这其实是地球绕行太阳的结果。斗转星移
白天时，各种天体也会通过天顶（别忘了，星星一直都在天上），但因为太阳太亮了，所以除了日出和日落时可以看到特别亮的几颗星星，基本上光凭肉眼是看不见它们的。地球绕太阳公转时，我们看到的星空也随之改变，所以每天晚上看到的天球，都会与前一晚有些不同。6月被正午的艳阳盖过的恒星，半年后当地球运行到它公转轨道的另一端时，就会出现在夜空中。因此，星图通常以一个月或一季为单位来描绘星空的变化。天文事实古人利用太阳和星星的位置来分辨时间。白天时，他们根据太阳向西移动的距离推算时间，夜晚（在北半球），则以小熊座绕行北极星的位置来推算时间。“白夜”时，太阳会落得很低，但不会降到地平线之下太阳、金星、月球和木星的重复曝光照片
黄道还可以解释地球的四季变化，因为这关系到每天的日照时间，以及太阳在空中的高度。地球的赤道面与公转的轨道面呈23.5度的倾斜角（即黄赤交角），但倾斜的方向是固定的。地球运行到公转轨道上的某个区域时，北半球会偏向太阳，这时日照时间较长，太阳在空中运行的高度也较高，此时就是北半球的夏季；6个月之后，北半球偏离太阳，日照时间缩短，天空中太阳的轨迹更接近地平线，此时便是北半球的冬季。对南半球而言，情况正好相反。春季和秋季时，南北半球既不偏向也不偏离太阳，所以阳光会均匀地照射在两个半球上。黄道上的天体
黄道也标示了天空中一个最有趣的带状区域。太阳系是由一团旋转的气体演化而来的，演化过程中，较重的物质会沉淀形成行星。太阳系所有行星都在同一个平面上运行，从地球上看，就是在黄道附近出没。黄道十二宫也沿黄道带分布，因此地球绕太阳公转每过一个月，我们就会看到一个新的星座从东方升起。科学知识：白夜俄罗斯的圣彼得堡给人留下萧瑟的印象，可能是因为它寒冷的天气，不过，每年6月初到7月初的夏至前后，这个城市都会庆祝“白夜”的来临，在这段时间，几乎24小时都有日光。圣彼得堡位于北纬60度，到了夏季，即使太阳落到地平线之下，也不过只比地平线低了几度，因此夜间仍然有暮光，直到第二天太阳再度升起。在北极点，太阳从春分这一天升起，直到秋分那天才会落下。亮星导引
现在业余的天文望远镜也内置了计算机程序及自动导入天体信息的数据库，可以帮助用户轻易地找到数以千计的天体。而那些不打算购买仪器的人，可以自己借助亮星导引来认识星空。自我练习
亮星导引就像用地图找路，借助望远镜或是肉眼找到亮星后，再按照相对位置寻找较暗的星星。举例来说，要找出仙女星系，你可以把仙女座的恒星当作跳板。仙女星系是银河系最近的邻居，也是（天气状况良好时）肉眼能看到的最远的天体。明亮的壁宿二（仙女座α星）位于夏末夜空的北边，形成飞马座大四边形的一角和仙女座的顶端，它和奎宿九（仙女座β星）与天大将军一（仙女座γ星）连成一条线，从那里往上找一颗还算亮的星星，然后再往上找另一颗亮星，你就会看到银河系的邻居—仙女星系。这一团模糊的椭圆形星系差不多和指尖一样宽，不过，只有在没有月亮和光污染的夜晚，才能用肉眼看见仙女星系。天文事实地球受到太阳与月球的引力拉扯，自转轴指向会发生缓慢且连续的变化，称为岁差，又称进动。
织女一（又名织女星）是北半球夜空里第二亮的星星，你可以借助它找到夏季大三角的另外两颗亮星：天津四和河鼓二（又名牛郎星）。北斗七星的勺口指向北极星，不过勺柄的部分也派得上用场，沿着勺柄的弧线，就能找到牧夫座里、北半球最亮的一颗星—大角星，顺着弧线再往前一点，还会看到室女座的角宿一（室女座α星）。历史故事：观星导航大约在3000年前，太平洋上的波利尼西亚人就开始在广袤的海域中活动了。他们的航海员对附近岛屿和恒星非常熟悉，依照亮星（例如心宿二和织女星）升起和落下的位置，将地平线划分成好几部分。如果知道一个岛屿位于某颗恒星升起和另一颗星落下的连线上，就可以用这两颗星星来导航。这套系统发展得很完备，他们向东航行最远可能还到过智利。角度的测量
不需要用到昂贵的仪器，用你的双手就可以测量星座的角度（见下图）。角度通常以“度”为单位，把手臂向外伸直，在一个手臂的距离之外，你所见到的拇指宽度大约是2度；一个拳头约10度；张开的手掌约20度。这些近似值可以用来估算星座的大小，举例来说，飞马座大约有两个手掌大，换言之，就是40度左右。
北斗七星也可以用来校准，整个勺子的长度大约是25度，两颗位于勺口的指标星相距约5度，北极星大概就在距离这两颗恒星28度远的地方。计算时间
好消息！月食将在夏季的周六晚间发生，第二天不用上班，可以悠闲地欣赏。到了当天晚上，你架好望远镜等了又等，结果却什么也没看到。难道月食没有发生？有啊，不过要在欧洲和非洲才看得见，因为月食发生的时候，你居住的地方还要几个小时后才会是晚上。时间同步
观察天象时，要注意时间、日期和纬度，地球上有24个时区，所以一定要和观星指南、星图的时间保持同步。如果某个星座将在半夜通过天顶，那么这对任何时区都适用，只不过它通过西雅图的时间会比通过纽约的天顶晚3个小时罢了。但是要欣赏日食、月食等特殊天象，就得查清楚开始和结束的时间，以及指的是哪个时区。
天文学家们习惯用世界时（UT）来标记天象发生的时间，世界时是一个时间标准，指的是英国格林尼治当地的时间。19世纪初，为了制定出世界时间系统，格林尼治被选为本初子午线通过的基准点，也就是经度0度。以这里为起点，把地球表面分成若干时区，每往东移15度，就增加1小时；每往西移15度，就减少1小时。天文事实现在的世界时是用原子钟来校准的，原子钟通过铯原子的振动来计时。月球导致的潮汐力会让地球的自转速度逐渐变慢，所以需要定期以闰秒（leap second）来校准世界时，以便将世界时和原子钟的差异控制在0.9秒以内。
如果你的观星手册使用的是世界时，就必须把它转换成你的所在地时间。若是在北美洲，把世界时减少5小时就是东海岸标准时间，减少6小时就是中部标准时间，减少7小时就是山区标准时间，减少8小时就是太平洋标准时间，中国的时间则是世界时加上8小时。在一些国家和地区，如果执行夏令时制，每个时区就要再加1小时。有时连日期也要跟着改变，假如有一个天象将在11月25日的世界时凌晨3点20分发生，转换成美国东海岸标准时间就是11月24日的晚上10点20分。地球上的一天
时间本身就是一个天文学概念，地球自转一圈经过的时间，就是地球上的“一天”。以太阳为基准，太阳通过同一条经线两次的时间间隔就是一天。因为地球的轨道速度在一年之中并非固定的，所以每天长短不一，24小时其实是一个平均值，又称为平太阳日。
如果以遥远的恒星为基准来记录一天的时长，则称为恒星日。和平太阳日不同，恒星日的长度是用地球上的时钟测量的，一个恒星日大约是23小时56分，换句话说，一颗恒星在某天晚上9点通过子午线，隔天它再度通过的时间是晚上8点56分左右。这是因为地球公转时，和太阳的相对位置每天都会改变，即使变化不大，和遥远的恒星的位置变化比起来还是相当显著的。地球绕太阳公转时，本身也在自转，所以每次都必须多转大约4分钟，才会让太阳通过相同的基准点。历史故事：古埃及的时间与天文对古埃及人来说，天文学就是关于时间的科学。他们打造出直线型日晷，上面有突出的横杆用来投影，日晷上还有标示时间的刻痕。古埃及人也知道怎么计算更长的时间，早在公元前13世纪，他们就开始将一年定为365天，并记录了43个星座和5个行星的运行周期。此外，他们也会利用天狼星每年升起的时间推算尼罗河每年何时泛滥，借此调整农耕活动。光污染
天气状况良好时，在北美洲的乡村可以看到约1500颗星星。不过从地球的夜间空照图看来，要找到最佳的观星地点可不容易，如果你住在城市或郊区，恐怕更困难。
大气的影响、光污染和其他因素都会大幅减少肉眼可见的星星数目，让肉眼观测能见度降低为原来的四十分之一，从原本看得到6等星，降到只能看到2等星（越明亮的星体，星等数值越小），甚至连北极星都看不清楚。天文事实天文学家担心光污染会削弱加州理工学院帕洛玛天文台的观测能力，帕洛玛天文台拍到的影像，已经受到圣迭戈的城市光污染影响了。科学知识：鸟类飞行对那些借助星光来导航的鸟类而言，光污染可能会要了它们的命。20世纪50年代的实验发现，鸟笼里的莺会根据天象馆内星空的位移调整飞行方向，当人工星象显示已经抵达非洲的迁徙地时，它们便不再关注星空。虽然我们还不清楚它们是如何靠星象来定位的，但是城市和无线电塔上的灯光可能会害死某些鸟类。抢救星光
光污染对星空的影响，已经从城市经由高速公路、停车场和购物中心的灯光向外蔓延开来。许多照明相当浪费，不是投向天空，就是没有照到应该照的地方。如果灯上加了灯罩，则使用更低瓦数的设备就能达到相同的照明效果，所以有些团体已经开始游说政府制定相关条例，希望更有效率地使用照明设备。
抢救星光的行动已经有所斩获，例如，美国宾夕法尼亚州的樱桃泉国家公园就设立了黑夜保留区，附近的地方政府也制定了限制光污染的条例，如果有观星活动，公园就会禁止使用白光来照明。寻找黑夜
要克服住所附近的光污染，就得多做点准备。观星时最好背对城市的光污染，如果想要研究南方的星空，那就要往南走，直到城市的灯光降到地平线附近10度以内。
光照会让眼睛无法完全适应黑暗，所以要避免一些有车灯或街灯的地点，或是用塑料管和黑色的布料制作便携式屏风，挡住一些光源。
如果手边有望远镜，还可以装上光污染滤镜来阻挡街灯发出的光。但是在购买进阶的设备之前，你得先研究观星的地点，考虑架设仪器的便利性，评估车可以停得多近。如果搬运和组装仪器相当耗时，即使观星的地点很理想，也会影响你出门观星的意愿。在城市里观赏夜空
由于地平线被林立的大楼遮蔽、光污染严重，在城市里观星似乎不是个好主意。虽然看不到暗淡的天体和地平线附近的彗星与恒星，但是对新手而言，还是有许多可以学习和探索的地方。明亮的天体
太阳和月球是天空中最好观察的两个天体，就算住在城市里，还是可以观察它们的运行。好好研究这两个天体，就能对太阳系建立初步的了解。
注意！想要安全地观察太阳，一定得使用特别的方法和装备，这些在第3章中都会提到。不管是通过光学器材还是以肉眼直视太阳，都会让你的视力严重受损，不过，如果采取正确的防护措施，也可以把观察太阳当成兴趣。同样地，月球离我们很近，所以不太会受到光污染的影响，看起来又大又亮，因此月球表面的地形、盈亏和月食都很值得研究。天文事实顶楼听起来似乎是个可行的观星地点，但由于屋顶白天会受热，在夜间散热，这样的温差形成了大气扰动，影响那里的“大气视宁度”。公园里的草地是比较理想的观星地点，不只大气视宁度佳，也很适合架设望远镜。观星人：观星聚会城市化产生的光污染或许会妨碍我们观看星空，不过城市也为我们提供了许多观星和学习的资源。有些博物馆会赞助观星聚会等活动，让新手和经验丰富的天文学家一起观星。只要和大学的天文系所联络，你就能获取各式各样的资源，如附近天文馆的信息，或是参观研究用望远镜的机会。大城市里也会有很多天文学社团。选一个观星活动来参加，你就会学到许多关于如何运用观测器材的技巧和知识。
此外，金星的亮度很强，最亮时有−4.2星等，木星和火星分别是−2.9星等和−2.8星等，在城市里也可以顺利地找到这几颗行星。水星虽然很亮，但是因为它的公转轨道离太阳很近，所以几乎无法观察到它。土星的亮度大约是0.7星等，在比较明亮的时候，用肉眼就能看见。
天空中还有16颗恒星低于1星等，你可以练习在城市的观星地点找到这几颗星星，这样当你开始使用望远镜，或是在光污染比较少的地点观测时，就可以用它们找到其他星星。学会使用望远镜之后，即使在城市里，也可以看到数千颗恒星。光污染
对抗光污染的方法很多。首先，要尽可能避开所有的光源，如果是在自家后院观星，应关掉阳台和室内的灯，可以的话，也请邻居照做。必要的话，也可以用篱笆或灌木丛来遮蔽灯光，但是不要挡住想观察的天体。或是在望远镜上装延伸筒，作为加长的遮光罩。住所附近的公园已经是城市里光污染较少的地点了，如果找到一个不错的观星地点，但是那里会略微受到路灯的影响，你可以用轻量化的塑料管和黑布做成便携式屏风来隔离光源。
缺乏可供参考的星星时，要找到较暗的天体并不容易，这时候带有内置坐标的计算机辅助系统的望远镜就派上用场了。在城市里用望远镜观星，可能要配置特殊的目镜。从目镜出射的星光的直径大小称为出射光瞳，出射光瞳小的高倍率目镜能有效降低背景亮度，提高反差，有效地对抗光污染。
最后，也可以选择容易观察的目标来研究。城市的光污染大多来自地平线附近，所以观察天顶周围的天体，受光污染的影响更小。双筒望远镜
在赏鸟和观赏体育赛事时，经常会用到双筒望远镜，但是在天文观测上它的历史却不像单筒望远镜那样悠久。在使用单筒望远镜时，只能用一只眼睛观测，大脑其实不方便处理影像。此外，透过单筒望远镜看到的范围很狭窄，所以要找到目标天体并不容易。再加上如果天气寒冷，或是观测时间不长，一想到要费力架设笨重的单筒望远镜就兴味索然，就算想买一支不错的单筒望远镜，看到价格也会却步。
双筒望远镜实用、便携、经济，同时显著扩大了可观测范围，是观星新手值得拥有的第一件装备。双筒望远镜选购指南
购买双筒望远镜要注意几件事，其中一个是它的重量，因为你得拿着它往天上看，所以比较重的望远镜很快就会让你手酸。当然你也可以添购三脚架，不过选择双筒望远镜，就是想要轻松地观星，不想花时间架设仪器吧。
下一步就是双筒望远镜的大小，通常双筒望远镜上都会标示放大倍数和物镜尺寸。举例来说，你可能会在望远镜上看到“7×35”或是“10×50”，第一个数字是放大倍数，第二个数字是物镜的直径，单位是毫米。
7×50的双筒望远镜很适合普通观测者使用，对基础的天文观测来说，直径50毫米的物镜大小适中，能汇聚足够的光线，又可以轻巧地挂在脖子上。它的视野很广，放大7倍后，影像也不容易因为拿不稳镜身而晃动。别忘了，除了景物，双筒望远镜还会同时放大手持时的晃动，所以如果买的是放大功能更强的10×50双筒望远镜，一定得使用三脚架，才能解决手持晃动的问题。观星人：双筒望远镜看到的景象透过双筒望远镜可以看到许多天体。可以看到月球上的环形山，追踪木星四大卫星的轨道，找到肉眼不易见的水星，还有距离较远的天王星和海王星。和视野狭窄的单筒望远镜比起来，使用视野宽广的双筒望远镜，看到的彗星更加壮观。使用双筒望远镜还能看到许多遥远的天体，宽广的视野让你能轻松观赏金牛座中的毕星团和昴星团。除了可以尽情欣赏壮观的银河，寻找仙女星系和风车星系等其他星系也是一大乐趣。肉眼看到的月亮被望远镜拉近的月亮天文事实如果认为双筒望远镜性能不够好，没办法观察到很多天体，那么换个角度想，即使是一架普通的现代双筒望远镜，也比17世纪的天文学家伽利略在发现木星的卫星，以及金星的圆缺变化时使用的单筒望远镜性能好得多。
因为出射光瞳等于物镜的直径除以放大倍数，7×50的双筒望远镜还有另一个优点—它的出射光瞳大约是7毫米，相当于人类瞳孔完全扩张时的大小。随着人眼的老化，瞳孔会逐渐失去扩张的能力，虽然会浪费一些光束，不过大一点的出射光瞳，还是能让眼睛更容易对准目镜。其他考虑
双筒望远镜的棱镜材质使用BaK−4玻璃，而不是BK−7玻璃。BaK−4虽然价格较贵但非常值得，它能让更多光线通过，影像更加明亮。自己做实验时，伸直手臂握住双筒望远镜，如果你看到的出射光瞳（一圈明亮的光斑）有任何的暗边，代表它用的是BK−7玻璃。
购买双筒望远镜时，要选择多层镀膜透镜，这样透光率比较高。你也可以做实验：用手电筒在透镜上来回照射，观察有镀膜的透镜看起来会是蓝色或绿色的。最后，一定要在店里检查透镜是否已经校准，校准的程度又叫“准直”。透过双筒望远镜注视一个远处的物体，轮流闭上两只眼睛，看看影像是否固定不动。如果物体边缘呈现彩色或是出现叠影，表示这个双筒望远镜的光学质量不良。
在选购时，可能会看到目镜大小是80或100毫米的大型双筒望远镜，有的目镜还会更大。这种双筒望远镜的价格相当于一架单筒望远镜，甚至更贵。它们重量较大，放大倍率又高，手持是绝对不可能获得稳定影像的，一定得靠一个稳固的三脚架支撑。这种大型双筒望远镜已经不是入门工具了，属于单筒望远镜的替代品，对新手而言，不如选一副性能良好的小双筒望远镜。与孩子一起观星天文事实19世纪的美国民谣《跟着葫芦瓢》（Follow the Drinking Gourd）暗藏黑奴的逃亡路线，“葫芦瓢”指的是北斗七星，歌词中显示黑奴透过它找到北极星，一路逃往北方。
天空中充满神话、怪物和众神，如黄道十二宫的传说、行星的名字，以及与北极光等天象有关的故事。同时，科幻小说也赋予我们更多的想象：友善的外星人造访地球，或是H.G.威尔斯（Herbert George Wells）创作的外星人入侵故事。
刚开始与孩子一起观星时，应该少介绍一点科学知识，加入一丝神秘感。比起寻找暗淡的天体，粗线条地介绍夜空更能满足孩子的好奇心。
这种充满想象力的活动，能为全家出游带来许多乐趣。不过，可别砸太多钱添购器材，或是花太多时间在上面，大部分的孩子长大后不会成为天文学家，甚至不会把天文学当作一生的兴趣。不过，基本的观星知识能伴随他们一辈子，而要学会这些，完全不需要昂贵的器材。孩子眼中的星空
和孩子一起观星时，双筒望远镜是个比较适当的选择。双筒望远镜既不需要架设，价钱也不会太高，不像使用单筒望远镜那样，担心孩子会不小心损坏设备。尽可能选择轻巧的双筒望远镜，孩子才拿得动。此外，双筒望远镜的视野宽广，可以看到大范围的星空，比较适合孩子使用。另外多准备几副双筒望远镜，就能一起分享观星的乐趣。选对时间
在计划亲子观星之旅时，要注意一下时间。夏季的太阳下山晚，孩子开始觉得困以前，时间已经所剩不多了，所以最好选择有上弦月或是木星冲日、土星冲日的日子，日落前出发。如果时机适当，还可以和孩子比赛，看谁先找到金星。
冬季天黑得早，还有不同的星星可以看。但是孩子比大人更容易着凉，记得多带几件衣服（还有装着热巧克力的保温瓶），让孩子在温暖舒适的状况下观星。
当孩子更投入地观星时，就可以考虑买一架单筒望远镜。挑选时以容易使用且孩子能自己架设为原则，像道布森式望远镜或是计算机自动导入式的望远镜都是不错的选择（参考261页的描述）。
最后，务必要警告孩子，太阳会对视力造成永久性的伤害，所以在日落前使用望远镜观测要格外小心。还要看好家中的望远镜，不让任何人做危险的尝试。家庭观星项目为天体命名1708年绘制的北天星图
不同的文化会有不同的观点，所以自然也会为星星取不同的名字。波利尼西亚的航海员和美洲的印第安人各有一套星星的命名方式和传说，但是现在使用的天体名称，大多源自古希腊与阿拉伯的天文学家。天文学爱好者所面对的，是一个天体名称的大杂烩。数百个天体名称沿用至今，望远镜功能变强后，数以千计的天体信息加到目录中，到了太空时代，又另外依照科学规范录入了数百万个天体。天文事实有些公司曾经向国际天文学联合会提议，出售恒星的命名权，让人买来当作礼物。但是联合会拒绝了这项提案，并在官网上写道：“金钱买不到真爱和其他美好的事物，美丽的星空也不是用来出售的。”历史故事：莎士比亚的卫星天王星（Uranus）是以一位希腊罗马天神命名的，不过，在发现它的卫星时，天文学家辈出的赫歇尔家族（家族的大家长威廉·赫歇尔在1781年发现天王星）却改变了命名方式。威廉的儿子约翰以仙女和妖精的名字为4颗卫星取名，天卫三（Titania）和天卫四（Oberon）的英文名称都取自莎士比亚的《仲夏夜之梦》，天卫一（Ariel）和天卫二（Unbriel）则取自亚历山大·蒲柏的《秀发遭劫记》，另外23颗卫星的英文名字，大多取自莎士比亚的其他作品。
为了让天体名称整齐一致，国际天文学联合会（IAU）制定了一套恒星命名准则，以一串字母和数字来为恒星命名，不再取“织女星”这种典雅的名字了。不过，业余爱好者只需要知道它们的常用名称，以及一些命名准则即可。恒星与彗星
许多文明对恒星在空中的排列有不同的见解，所以才有了不同的名字和神话。在西方，黄道十二宫和其他36个星座已经流传了好几个世纪，甚至被编入托勒密的《天文学大成》（Almagest）一书中。人们对南半球的星空有更多认识之后，又加入了一些星座。
过去几百年来，数百颗亮星有了正式的名字，其中大部分，像天园六和氐宿四的英文名都是阿拉伯天文学家的名字。在星图上，依照恒星在星座中的相对亮度，有时还会有其他名字，例如参宿四（阿拉伯语意思为“巨人的肩膀”）又称作猎户座α星，表示它是猎户座中最亮的恒星。
传统上，彗星是以发现者的名称命名的，如今我们为彗星也建立了一套命名系统，根据大概的发现日和特性来取名。但是还有一些遥远的天体名字充满诗意，或者像“蟹状星云”一样，以颜色和形状来命名。列表与目录
观测者可以依照两组恒星目录探索遥远的天体。法国天文学家查尔斯·梅西耶（Charles Messier）为了搜寻彗星，制作了一份列表，记录星系、星云和其他非彗星的天体。天文学爱好者经常利用这份目录，寻找那些以“梅西耶”的缩写“M”和数字命名的天体。加上近些年的增补，一共有110个梅西耶天体。
另一组目录叫作新总表（New General Catalog，录入的天体以“NGC”加数字命名），由丹麦天文学家约翰·路易·埃米尔·德雷尔（J. L. E. Dreyer）所编列，里面有一部分梅西耶天体，不过录入的天体数比梅西耶目录多，加上后来的增补，这份目录一共有超过一万三千个天体。梅西耶天体以外的NGC天体通常比较暗，要用大型望远镜才看得见。月亮有多高天文事实伊斯兰天文学家在公元800年做出了相当精确的星盘，用来测量和计算恒星的位置。星盘
宇宙的大小是无限的吗？该怎么测量它呢？根据目前对宇宙的认识，它的尺度达上百亿光年，天文学家透过哈勃空间望远镜和其他仪器，探索宇宙最原始的样貌。过去难以测量的天体间的距离，如今变得越来越精确，不过测量的尺度和参考点依旧令人啧啧称奇。单位
地球和太阳之间的平均距离是9300万英里（即1.497亿千米），这个距离被当作一种测量基准，称为天文单位（AU）。海王星是太阳系最外围的行星，它和太阳的平均距离大约是30AU。向外延伸至太阳系的边缘，在距离太阳约10万AU的地方是奥尔特云，它是由太阳系残骸组成的。
后来，单位的尺度变得更大。光年是光在真空中走一年的距离，12光一秒能走18.6万英里（29.9万千米），所以一年共走5.9×10英里12（9.4×10千米）。除了太阳以外，离我们最近的恒星系统是半人马座α星，离地球约4.3光年，而我们的银河系的直径约是15万光年。方法
这些距离是怎么测出来的？当然不可能直接测量。不过，倒是有好几个可以推算距离的方法。通常会用数个方法彼此验证，其中最基本的是“视差法”。乍看之下，恒星好像发生位移了，但实际上是观测者的位置在改变。地球绕太阳运行时，恒星看起来好像在移动，越靠近我们的恒星，位移会越明显，也就可以用来测量它的距离。两次观测要间隔6个月，科学家会用地球移动的距离（地球从公转轨道的一端到另一端的距离，也就是2AU）和恒星视觉上的位移角度算出一个比值。这个距离通常以“秒差距”为单位，1秒差距约为3.26光年。科学知识：哈勃常数哈勃望远镜的命名是为了纪念天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble），哈勃发现了星系的红移-距离关系：远方星系发出的光均有红移，而且距离越远的星系，红移越大，他就此得出重要的结论：越远的星系远离我们速率越快。这证明了我们的宇宙在膨胀。哈勃进一步发现速率和距离的比例是一个常数，这个常数现在被称为哈勃常数，可以用于测量星系距离。
另一个方法是用光谱仪来分析恒星发出的光，再推算出这颗恒星原本的亮度，将这个结果与看到的亮度相比，就可以估算出它的距离。还有一种类似的计算方法，用到亮度会周期性改变的变星。像Ia型超新星就是一种会突然爆炸、发出强光的变星，天文学家把它当作标准烛光，用来测量遥远星系的距离。距离我们约20万光年的星团我看到了什么
澄澈的夜空布满了星光，看起来美不胜收，却会让第一次观星的人感到气馁。当然，绝大多数的星点都是恒星，但是其中会不会有一些是行星？那个亮点是金星吗？还是只是一架飞机？我们在书上看到的狗、熊和少女图案的星座在哪里？以下将介绍一些简单的方法，让你能分辨星星和人造卫星、彗星和宇宙飞船、行星和飞机。恒星
在空中，会闪烁但好像不会动的天体就是恒星。如果一直盯着它们，会发现它们缓慢地从东边移向天顶，再慢慢向西边落下。它们之所以会闪烁，是因为遥远的星光受到了地球大气层的扰动。
虽然恒星排列的形状不会改变，但是如果你期望看到的是书中画得整整齐齐的星座，可能就会大失所望。要寻找和认识星座，你需要时间、星图和丰富的想象力，否则它们看起来不过就是一堆散布在空中的星星。行星
明亮且不会闪烁的天体就是行星。行星不闪烁是由于行星比恒星距离地球近得多，可以看作表面积较大的圆盘，所以受到地球大气扰动的影响就比较小。有5颗行星用肉眼就可以看到：水星、金星、火星、木星和土星。金星是夜空中第二亮的天体，仅次于月亮，看起来又白又亮，最佳的观看时间是清晨或傍晚。火星看起来是橘红色的，木星是白色的，土星是淡黄色的。另外，也可以用位置来分辨行星和恒星。太阳系的行星都分布在黄道上（太阳和月亮由东到西的运行路径），因为它们几乎是在同一个轨道平面绕行太阳，所以只会出现在靠近黄道的地方。行星每年出现的时间不一样，每天的位置也会有所不同。银河
银河是一条横跨夜空的模糊光带，它在冬季和夏季会升到比较高的角度。许多恒星组成了银河，太阳系也是银河系的一分子。因为城市的光污染很严重，所以要欣赏银河，就得远离城市。也许你会在银河里看到一些模糊的小斑点，那些可能是星团或星云。如果在仙女座方向，可能是仙女星系。这个星系距离我们约250万光年，是肉眼可见最远的天体。夜空中各式各样的物体快速移动的天体
大部分的天体都由东向西缓缓移动，但有些却会快速地划过天际，根据速度就可以知道它们是不同的天体，也能判断它们所在的位置。流星会从天上一闪而过，看起来像是在天空划一根火柴。太阳系小天体的残骸掉进地球大气，燃烧后就会形成流星。如果亮点稳定地缓缓移动，还闪着白色、红色或绿色的光，那你看到的就是飞机。日落后，在空中缓慢移动的小型物体是人造卫星，它会像恒星一样发光，最后消失在地球的阴影中。02The Atmosphere大气本章内容薄薄的地球大气层·夜幕降临地球的磁场·极光专题策划天空中最酷的五件事薄薄的地球大气层
太阳和其他恒星发出的光，虽然经过了相当长的距离抵达地球，但最后短短几十千米的路程，却会大大地影响地表观测到的景象。一小部分的星光成功穿越近乎真空的星际太空后，还要进入地球的大气层。这些气态、液态和固态物质所构成的大气，在最早有文字记录时，就开始捉弄观测者了。其实，大气层只有几千千米厚，98%的大气质量都在地表上32千米的范围内。内层
对流层位于大气的最底层，从地表向上延伸10～16千米就到了对流层。气象现象就“发生”在这一层，所以对能见度的影响最大。对流层中的云可以遮蔽星空长达数天，城市附近的尘埃和污染物也会阻碍星光，导致我们看不到比较暗的天体。
从对流层的边界开始，向上延伸到离地表约48千米高的地方，就是平流层。平流层里有一些细丝状的云，称为贝母云。这一层聚集了许多上层臭氧，连穿透力极强的太阳紫外线都可以挡住。外层
中间层位于地表高度48～80千米之间，温度会降到零下90℃。在这种温度下已经不会形成云了，顶多只有罕见的冰晶云，冰晶云在北方高纬度地区的黄昏时才看得到。科学知识：天文台1000年多前，玛雅的科学家会在埃尔·卡拉科尔（El Caracol）的高台上观测星空，几个世纪之后，天文学家仍然在寻找最佳的观星地点。夏威夷的莫纳克亚天文台是世界上最高的天文台之一，位于海拔约2.5英里（4000米）高的莫纳克亚火山上。这个天文台位于地球40%的大气层之上，大气中97%的水汽都在它之下。
大气中最厚又最热的是热层，虽然这一层气体稀薄，不过因为吸收了太阳辐射，所以温度可以达到1000℃以上。太阳射线和气体碰撞后会形成电离层，将无线电波反射回地面，对现代通信系统非常重要。热层外侧还有散逸层，散逸层基本已经属于外层空间了。大气层的垂直结构夜幕降临
数千年来，太阳在空中的运行令世界上最优秀的思想家既着迷又困惑。你可以在日暮时分，留意太阳、地球、月球，以及大气是如何相互影响的。
日落后向东边看，你会发现一条深蓝色的带子投影在地平线附近的天空，那就是地球的影子，在群山环绕的地方，也有机会看到“山峰影子”。随着地球的自转，这条影子会继续升高，直到消失在夜幕中。如果天气晴朗、视野辽阔，当天最后的阳光经由大气反射，可能会在地球的影子上方形成金星带。天文事实瑞利散射是夕阳呈红色的原因。蓝光很容易散射，在白天，太阳光抵达我们的眼睛前，经过较薄的大气层，所以我们看到的是蓝色的天空；日落时，阳光要经过比较厚的大气层才会进入我们的眼睛，大部分的蓝光在抵达过程中都散射掉了，所以我们才会看到红色的夕阳。科学知识：绿闪光通常，在日落时分的海边才看得到绿闪光。虽然这种现象并不常见，但是看过就难以忘怀。太阳西沉时，地球的大气就像一个棱镜，会散射、弯曲太阳光，波长比较长的红、橙和黄光弯折的角度较小，所以最早消失。理论上，这时应该会依次出现绿色、蓝色和紫色的太阳，不过因为波长短的光容易被地球的大气散射，只有在适当的条件下，绿色的光条才会出现在落日上。当大气温差导致海市蜃楼发生时，就能看到散射现象短暂地增强。地球反照
地球反照会让未满的月亮看起来像满月。月球会反射太阳光，产生盈亏变化，同样地，对月球上的观测者来说，地球也会有类似的变化，有时只能看见地球的阴影，有时地球露出一半，有时能看到完整的地球。月球上的观测者看到完整的地球时，正好是新月，这时太阳光会经由地球上的海洋、云和冰冠反射，照亮月球被阴影笼罩的部分。
在没有月亮的夜晚往西边看，可能会看到一道淡淡的锥状光，观测地点越靠近低纬度越容易观察到。这道光会沿着黄道（太阳行经的路径，也是黄道十二宫分布的地方）方向，因此称为黄道光，通常都出现在太阳落下的地方。彗星与小行星在行星轨道上留下的尘埃，经由太阳光反射，就会形成黄道光。
在高纬度地区，暮光会照亮高空的夜光云，从地上看呈银蓝色。云大多都在对流层形成，但是夜光云分布在更高的中间层内，位于地表上方约80千米处，由冰晶凝结大气中的尘埃所形成。只有在夏季，当太阳落到地平线下大约10度的时候，在北纬45度以北的地区（例如波士顿的北方）才看得到夜光云。光的小把戏
太阳光在白天也会耍把戏，阳光经过水滴的反射和折射后，就形成了常见的彩虹。高空卷云里的六角形冰晶会反射和折射太阳光，形成日晕或是彩色的亮点，这个现象称为幻日。在又冷又湿的天气里，当太阳在地平线附近，或是正在西沉时，冰晶会把阳光聚成多彩的光柱，看起来就像从街灯射出来的光线。地球的磁场
虽然太阳是地球的能量来源，但是幸好太阳辐射得长途跋涉，经过一段相当长的处理过程，最终才会抵达地表。地球的磁场会形成一层比大气还宽广的磁力防护罩，挡住高能粒子的攻击。此外，地球的大气也会滤掉许多有害的紫外线和其他射线，只让适量的能量通过，使地表维持适当的温度。磁层
熔化的金属在地球的核心转动，产生比一般磁铁大得多的磁场。地球拥有磁场的现象，很早就被人们利用在指南针上，但是直到人造卫星的时代，科学家才知道地球磁场的形状。他们还发现磁层会往太空延伸数万千米来保护地球，让太阳风（一种外层空间的天气现象）的粒子转向。但是在强烈的磁暴中，太阳风还是会造成通信和电力设备的损坏。
受到太阳风的冲击，磁层在一天之中会改变大小和形状。面向太阳那一面的地球磁层会受到太阳风的挤压，缩到地表上方4万英里（6.4万千米）；另一面的磁层在太阳风的吹拂下，会长出长长的尾巴，比面向太阳的那一面长50～100倍，甚至比地球到月球的距离还长。范·艾伦辐射带
虽然磁层会挡住部分的太阳风，但还是有一些高能粒子，以及来自太阳系外的星际辐射通过。在20世纪50年代晚期，物理学家终于知道一部分的粒子跑去哪儿了。观星人：詹姆斯·范·艾伦詹姆斯·范·艾伦（James van Allen）长年研究宇宙射线，并发表了一项相当重要的发现。1958年1月，美国第一颗卫星“探险者1号”进入太空时，上面载着范·艾伦设计的盖革计数器，透过这个仪器，他发现地球被两个甜甜圈外形的带状辐射带围绕；同时，这个区域也是太阳粒子和宇宙射线被地球磁场困住的地方。从此，这个带状物就被称为范·艾伦辐射带，这也被认为是太空时代的第一个重大发现。保护地球的磁场（图中的粉红色、蓝色和红色区域）天文事实地磁北极的位置并不固定。地质学和其他学科的研究显示，地球的磁场会随着时间不断变化。研究者在追踪地磁北极时，发现过去数十年来，地磁北极一直在加拿大的极区移动，最终会离开北美洲，进入俄罗斯。
1958年，物理学家范·艾伦发现了环绕地球的两个辐射带，称为范·艾伦辐射带。赤道附近的范·艾伦辐射带比较厚，到了南北两极会变薄。内层的辐射带从地表上方约1000千米处向外延伸约5000千米，外层的辐射带大约位于1.4万～2.4万千米的范围内。
范·艾伦辐射带是由来自太阳风的电子与质子，以及太阳的氦离子组成的。它们穿过磁层的边缘，和地球大气混合，被磁场虏获之后，在南北两极间来回跳动。宇宙飞船通过范·艾伦辐射带时，需要特别的防护罩，以免仪器受到这些高能粒子的损坏。极光天文事实1989年正值太阳风暴11年周期的峰年，当时最远到加勒比海上空，都出现了太阳风暴形成的极光。
太阳以大约300万千米的时速，毫无间断地吹出太阳风，每秒吹出约100万吨的物质。相比之下，日冕物质抛射和太阳耀斑会抛出数十亿吨的等离子体和粒子，物质数量完全是另一个等级。位于加拿大曼尼托巴的极光历史故事：极光的传说北方的民族有各自不同的与极光有关的传说，有的民族把极光视为吉兆，有的却认为灾祸将至。在某些民族的传说中，他们相信先灵会引导亡灵升天，而极光就是先灵手上持有的火炬。有些因纽特人认为极光是好天气的预兆；有些却会拿上武器，保护自己不被极光伤害。在挪威，极光被认为是连接地球与神域的虹桥，生者可以借由极光和死者产生联系。极光秀
剧烈的太阳活动造就的地球上最缤纷的大气现象之一，就是在南北极附近的天空中舞动的极光。太阳风的带电粒子比平常活跃时，会穿越磁层和范·艾伦辐射带，来到地表上方约80千米处，给大气中的氧和氮分子提供能量，进而让它们发光。
地球上的观测者在空中看到绿色、红色和粉红色的绚丽亮光，是太阳风暴造成的奇观，强度也受到太阳风暴的影响。根据人造卫星对极光和地表附近电磁活动的观测，当太阳风吹向地球时，会拉扯一部分的地球磁场，造成磁场断裂，磁感线重新连接后会释放能量，使得极光变亮并发生波动。南极光与北极光
极光大多发生在极区附近，北方的叫北极光，南方的叫南极光。北美洲的阿拉斯加、加拿大，以及北欧国家等高纬度地区最常看见极光，因此这些地方的居民也编织了各种关于极光的传说。在南半球，极光大部分都发生在海上和无人居住的陆地上空。但是因为太阳风暴的强度以11年为周期发生变化，当太阳风暴变强时，在南纬或北纬40度的中纬度地区偶尔也可以看见极光。天空中最酷的五件事
空中有许多值得注意的天体和天象，其中有五个特别突出，而且用肉眼就可以看到，适合初学者观察。夜空中的北斗七星❶ 北斗七星和北极星
北斗七星是天空中最知名的形象，多数人都可以直接找到它，但只有一部分人知道它并不是一个星座，而是大熊座的一部分。北斗七星在空中排成勺子的形状，它的指向会随着季节而改变，在某些季节，它看起来是直立的；在其他时候，它又会上下颠倒。
因为北斗七星位于天球北极附近，所以在北半球一年四季都看得见，如果学会辨认它，说不定哪天可以派上用场。面向北方就会找到北斗七星，它一年之中会绕着天球北极旋转，秋季时勺口向上，春季时勺口向下。北斗七星约有25度，大小相当于手臂伸直后握拳，伸出大拇指与小拇指。
你也可以用北斗七星来做导引，找到其他观测目标。只要在勺口前端的两颗星上画一条假想线，就会找到位于小北斗七星斗柄上的北极星，它同时也是小熊座尾巴上的一颗星。
夏季时，将勺口后面两颗星的连线向后延长约60度，就会在这条线的两边看到两颗明亮的巨大恒星—织女一和天津四。沿着北斗的斗柄往外约一个斗长的地方，会看到牧夫座上橘红色的大角星。有兴趣的话，还可以沿着这条曲线，再往外一个斗长的位置，找到室女座的蓝色亮星—角宿一。北极星
一年四季我们都看得到北极星，所以可以用它来指引方向，找到夜空中的星座。北极星几乎就在地球自转轴的正北方，所以看起来静止不动，好像天空在绕着它旋转。和一般大众的认知不同，夜空中最亮的并不是北极星，它只不过是第50亮的恒星，但是借助北斗七星勺口最外侧的两颗星，就可以轻易找到它。北极星属于小熊座，同时位于小北斗七星斗柄的末端。
北极星是一颗黄巨星，距离我们约430光年。天文学家也对北极星相当感兴趣，因为它是一颗造父变星，换句话说，就是亮度变化很规律的变星。此外，北极星其实属于一个三星系统，但是用肉眼看不到另外两颗恒星。
登山客和航海员都懂得怎么利用北极星找到正北方，但其实北极星过去的指向并非固定不变。地球的自转轴受到太阳、月球还有其他行星引力的拉扯，会以约2.6万年的周期摆动，又称为进动。在过去，地球的北极并不指向现在的北极星（勾陈一）。根据古埃及的文献记载，当时的天文学家用天龙座α星当作正北方的标志。绘制星图时必须考虑到这个现象，所以星图会标示“历元”，目前普遍使用的历元是公元2000年。几千年后，北极就会偏离勾陈一，转而指向天琴座中明亮的织女一（即织女星），那时它就会变成新的北极星。用北斗七星来找出北极星❷ 金星
美丽而神秘的金星是夜空中仅次于月亮的第二亮的天体，因为它实在太亮了，所以常被误认为是飞机的灯。金星又称为晨星或昏星，它是距离太阳第二近的行星，也是距离地球最近的行星。“晨星”和“昏星”这两个称呼都很符合金星的特质，它一年中有好几个月都会出现在日落后的西方，或是日出前的东方（和其他行星一样，金星每年出现的时间不一样，所以得查阅行星表确认）。因为金星和水星一样，它们绕太阳运行的轨道都位于地球的公转轨道
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