在几何学上,已知不在一条直线上的三个点就能确定球面上的一个圆。因而,我们知道了天赤道与地平圈的两个交点E、W,又知道了天赤道与子午圈的两个交点Q、Q′,我们就可以很容易地在天空中找到天赤道的所在:任何一个地方的E、Q、W所确定的天球上的大圆,都是当地所应有的能够看到的天空中的天赤道,它一半位于地平以上,另一半位于地平以下。换句话说,天赤道在当地天空中的位置就是过当地正东方向(E点)、北(南)半球观测者正头顶上(Z点)往南(北)相当当地地理纬度的一点(Q点)、正西方向(W点)三点的连线。
与地平圈、子午圈、天赤道相比,黄道在天球上的位置较难确定。所谓黄道是指地球公转轨道平面无限扩大与天球相交截出的大圆,它也是地球公转轨道在天球上的投影。地球每年绕太阳运行一周,但在地球上的人们看来,却好象是太阳在天空众星之间绕地球转圈。因此,黄道也就是太阳每年在天球上所作“视运动”的路线(如图3)。黄道与天赤道之间的交角叫黄赤交角,黄赤交角不是固定不变的,目前的黄赤交角是23°26′。天球上距离黄道90°的两点,即黄道轴与天球相交的两点,称黄极。靠近北天极的一点叫北黄极(通常用K表示),靠近南天极的一点叫南黄极(通常用K′表示)。黄极与天极的角距离等于黄道与天赤道的交角,目前为23°26′(如图4)。
黄道与天赤道相交于两点,叫“二分点”,即春分点和秋分点。每年3月21日前后,太阳从天赤道以南向天赤道以北移动时所经过的交点,叫春分点。习惯上,人们常以“北”为上,以“南”为下,自南往北为“升”,自北往南为“降”,所以,春分点是黄道对于天赤道的“升交点”。每年9月23日前后,太阳从天赤道以北向天赤道以南移动时所经过的交点,叫秋分点。秋分点是黄道对于天赤道的“降交点”。春分、秋分这两天,太阳分别经过春分点和秋分点,春分是北半球天文春季的开始,秋分是北半球天文秋季的开始。
每年春分日后,太阳沿黄道向北运行,到6月22日前后,到达黄道上的最北点——夏至点。太阳经过夏至点时,是北半球的夏至日。每年秋分日后,太阳沿黄道向南运行,到12月22日前后,到达黄道上的最南点——冬至点。太阳经过冬至点时,是北半球的冬至日。夏至点和冬至点合称“二至点”。二分点、二至点是黄道上的四个点,各相隔90°。
由于黄道面并不垂直于天轴,所以,黄道与任何地方的地平圈、子午圈的关系都不象天赤道那样固定。换句话说,黄道相对于任何地方的地平圈、子午圈的位置都是瞬息而变的。正因为如此,黄道始终在人们的印象中保持着扑朔迷离、虚无缥缈的神秘感。但黄道虽然难以捕捉,却并非无法确定。比如,夜间我们可以通过观测黄道附近的星座、星团、恒星、大行星来大致确定黄道在天空中的走向,而白天我们可以通过太阳来了解黄道的位置。当然,要准确判断黄道的实时位置,最好的办法还是通过天文观测仪器。
所谓黄道十二星座,是指黄道在天球上经过的12个星座,目前黄道上的春分点位于双鱼座,往东依次是白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座。熟悉了这些星座的形状,夜间就可以很容易地通过它们大致确定黄道在天空中的位置。黄道附近的亮星也是我们在夜间确定黄道位置的标志,象南鱼座的北落师门、室女座的角宿一、天蝎座的心宿二、金牛座的毕宿五、北河三、狮子座的轩辕十四等都是位于黄道附近的著名的亮星。根据九大行星“共面性”的特点,可以推测,人类用肉眼就可以看到的大行星,如金、木、水、火、土等,它们在天空中出现的位置距离黄道都不远,通过它们也可以大致确定黄道的位置。
(待续)
原载《天文爱好者》2006年第6期