星表

星表

星表(starcatalogue)記載天體各種參數(如位置、運動、星等、光譜型等)的表冊。通過天文觀測編製星表,是天文學中很早就開始的工作之一。公元前四世紀,中國戰國時魏國天文學家石申著有《天文》八卷,後世稱為《石氏星經》,其中載有121顆恆星的位置。這是世界上最古老的星表,今已失傳。公元前二世紀,喜帕恰斯編製了一本載有1.022顆恆星位置的星表。由托勒密抄傳下來,這是古代著名的星表。以後又經過多次重新測定和重編,如1447年的烏魯伯格天文表、1594年的鮑斯曼星表、1602年的第谷星表和1690年的赫維留星表等。

  • 中文名稱
    星表
  • 外文名稱
    star catalogue
  • 來源
    記載天體各種參數
  • 起源時間
    公元前四世紀
  • 鼻祖
    魏國天文學家石申
  • 最早典籍
    石氏星經

概念

星表

星表就是記載天體各種參數(如位置、運動、星等、光譜型等)的表冊。通過天文觀測編製星表,是天文學中很早就開始的工作之一。公元前四世紀,中國戰國時魏國天文學家石申著有《天文》八卷,後世稱為《石氏星經》,其中載有121顆恆星的位置。這是世界上最古老的星表,今已失傳。公元前二世紀,喜帕恰斯編製了一本載有1,022顆恆星位置的星表。由托勒密抄傳下來,這是古代著名的星表。隨著中天觀測原理的提出和新式望遠鏡的採用,星表精度日益提高。特別是布拉得雷測定的恆星位置,有較高的精度。他的星表對以後編製基本星表的工作有重要的貢獻。貝塞耳將布拉得雷星表的恆星數擴充到50,000顆,于1818年出版新的星表;後來又編成有63,000顆星的星表。1859~1862年,阿格蘭德爾出版波恩星表,簡稱BD星表,他的助手和繼承人申費爾德于1886年出版了它的續表SD星表。BD星表及其續表刊載了在赤緯+90°~-23°天區內亮于 9等的457,847顆星。

直到20世紀50年代,國際上對精度不高的部分恆星坐標和自行不斷進行觀測和改正,陸續出版了第三基本星表(FK3)和補充星表、N30星表、第四基本星表(FK4)和補充星表。

1984年公布了現代先進的第五基本星表(FK5),該星表與前述星表有較大不同,它是在啓用IAU1976天文常數系統、IAU1980章動序列的情況下重新編製的星表,因此自1984年起恆星參考系是由FK5基本星表來實現,它定義一個以太陽系質心為中心,J2000.0平赤道和平春分點為基準的天球赤道坐標系。近年來國際上又編製了第六基本星表(FK6),該星表盡管沒有被選入天文參考架,但其自行精度最高。

從BC150年至20世紀90年代天文參考架都在光學波段,1991年IAU決定使用河外射電源精確坐標來定義天球參考架構。

歐洲空間局(ESA)在1989年8月8日成功地發射了依巴谷天體測量衛星,依巴谷星表和第谷星表是依巴谷衛星的主要觀測結果,依巴谷星表測定了約12萬顆恆星,構成了均勻的天球參考系,極限星等達到13mag,其位置、自行與視差的精度分別為±0.002″、±0.002″/yr、±0.002″。1997年在日本京都召開的IAU第23屆大會給出了由212顆河外致密射電源構成的國際天球參考系(ICRS),決定由依巴谷星表取代已沿用10多年的FK5星表,成為ICRS在光學波段的實現,並將改進後的依巴谷架構稱為依巴谷天球參考架構(HCRF)。

基本星表

各個天文台編製星表時使用的儀器不同,觀測條件和處理方法也不一致,因此,同一顆星在不同星表中的位置,即使歸算到同一歷元並扣除自行影響,結果仍有差異。這是由星表間的系統誤差和偶然誤差造成的。為了盡可能消除和減少這些誤差的影響,將各個不同系統的絕對測定的星表,進行綜合處理後得到高精度的星表,稱為基本星表。基本星表是一切星表的基礎,主要用作天文參考坐標系和恆星位置的相對測定時的定標星系統。十九世紀七十年代以來,紐康、奧韋爾斯、博斯父子進行了大量工作,建立了現代基本星表系統。主要的基本星表有以下幾種:

奧韋爾斯基本星表

為德國天文學會星表的定標星系統而編的基本星表。第一個奧韋爾斯基本星表包括北天的539顆恆星和南天的 83顆恆星兩部分,先後在1879年和1883年發表。以後又對這本星表作了修訂,除將星數增加到925顆外,還將斯特魯維歲差常數改為紐康歲差常數,于1907年發表新基本星表,簡稱NFK星表。1924年為了增訂德國天文學會星表AGK1,以便編刊更好的AGK2,開始修訂NFK星表。修訂後的第三基本星表,簡稱FK3星表,于1937~1938年出版。這本星表載有 1,535顆全天分布的恆星的位置和自行,為各國天文年歷中計算恆星位置和大地測量工作所採用。為了更好地滿足大地測量和天文工作需要,以後又增加了 FK3星表中的星數,于1954年發表了FK3星表的補篇。其中載有赤緯-10°以北的1,142顆星的精確位置,和赤緯-10°以南的 845顆星的近似位置。為了修訂AGK2星表和編刊AGK3星表的需要,以及由于新觀測資料的積累,對 FK3星表作了修訂,于1963年出版了第四基本星表,簡稱FK4星表。這是目前國際上普遍使用的基本星表。此外,還發表了 FK4星表的補篇,補充了1,987顆星。由于恆星的自行,FK4星表的精度隨著時間的推移而逐漸降低;同時該星表的星數較少,而且都是較亮的恆星,已經不能滿足目前天文和大地測量工作的需要。因此正在利用新的觀測資料,修訂FK4星表,計畫在1984年將出版新的基本星表,即FK5星表。

紐康星表

紐康于1872年發表的第一本基本星表,稱為N1星表,有32顆基本恆星的赤經。以後為了美國天文年歷及其他歷書的需要,于1899年發表了有 1,257顆恆星位置的基本星表,稱為N2星表。

博斯星表

為了研究太陽的空間運動、銀河系自轉和確定歲差常數,需要編製一本盡可能多的,包括暗星在內的基本星表。L.博斯首先在1910年編出一本有 6,188顆恆星的位置和自行的初步基本星表,簡稱 PGC星表。以後,B.博斯又將其擴充,于1937年編成總星表,簡稱GC星表,共有33,342顆恆星的位置和自行,是現代星數最多的一本基本星表。GC星表的缺點是:恆星分布不均勻,暗星的精度不高,而且在位置和自行上都有較大的系統誤差。

N30星表

FK3和GC星表的平均觀測歷元都在1900年前後,恆星位置的精度受自行誤差的影響而逐漸降低,因此摩根根據二十世紀以來的觀測資料,綜合了大約60本星表的內容,于1952年編成一本共有 5,268顆恆星的基本星表,稱為N30星表。

相對星表

用相對測定的恆星位置編成的星表稱為相對星表。用照相法測定的相對星表,稱為照相星表。

照相天圖星表

照相天圖星表 1887年第一屆國際天文照相會議決定,用照相法編製全天照相星表。這是一項大規模的國際合作工作,由十幾個天文台使用標準天體照相儀進行觀測,以編製星等亮于11等的照相星表。觀測按分區進行,平均密度約為每平方度40顆星。最後結果應該是恆星的赤道坐標,但是大部分天文台隻發表了底片的量度坐標。這項工作雖然開始于十九世紀,但到目前為止還沒有全部完成。主要原因是望遠鏡的視場太小,工作量過于巨大。進行第二期照相觀測,就可以求得恆星的自行,有些天文台已完成這項工作,有些尚未進行。

德國天文學會星表

1867年德國天文學會提出了精確測定恆星位置的計畫,開始時,由六個國家用12架子午環對BD星表中赤緯+80°~-2°、亮度在8等以內的全部恆星的位置進行精測。這一星表于1910年完成,共包括144,000顆星,稱為AGK1星表。1924年擴充到赤緯-23°,後來又擴充到赤緯-90°。由于AGK1星表僅有星位,沒有自行,1924年開始用照相法進行重測。修訂後的星表,稱為AGK2星表,于1951~1958年陸續發表,共有183,000顆星。1955年開始修訂AGK2星表的位置和自行,利用同測定AGK2星表一樣的照相望遠鏡進行觀測。修訂後的星表在1973年以磁帶形式刊出,稱為AGK3星表。

耶魯星表

耶魯星表 美國耶魯大學天文台編製的一本照相星表。它是根據 1914~1956年用中等焦距(約2米)的廣角天體照相望遠鏡對目視星等亮于 9等的恆星進行觀測的結果而編成的。這個星表約有15萬顆星。

好望角照相星表

好望角照相星表好望角天文台編製的南天照相星表,包含赤緯-30°~-90°、亮于10等的近 7萬顆星。它是根據1931~1955年期間的觀測于1968年編成的。

位置星表

除了為確定恆星位置和運動而編製的基本星表和相對星表外,還有不少為特殊目的而編製的星表。

暗星星表

暗星星表 十九世紀和二十世紀上半葉的星表都具有"不均勻性"的缺點,即在觀測方式、星等、光譜型分布等方面的不均勻,而且所列多為亮星。為了提高星表的精度,同時為了滿足在恆星天文學中特別需要精確的恆星自行參數這一要求,因此開始了暗星星表的編製工作。其主要內容是:先用子午環對 930顆基本暗星作絕對觀測,再用照相法測定均勻分布全天的兩萬顆暗至9等的恆星的位置,最後用觀測小行星的方法來測定坐標零點和赤緯系統差,並以河外星系為背景,求得恆星的自行。

黃道星表

黃道星表 為月掩星和行星的照相觀測而編製的,通常包括黃道附近16°範圍內的恆星位置的星表。最早的黃道星表是紐康在1882年編製的,包括 1,098顆星。1940年羅伯遜又編成有 3,539顆星的黃道區恆星表,簡稱NZC星表。

史密森星表

史密森星表 1966年美國史密森天文台為滿足用照相確定人造衛星位置的要求,編製了一本星表,稱SAO星表,載有258,997顆星。

​星表

天體物理學興起後,除恆星位置、自行等基本參數外,其他如恆星視差、色指數、光譜型、視向速度等恆星資料,逐漸成為星表的重要組成部分。1890~1936年,美國哈佛大學天文台先後出版的有272,150顆星的光譜型星表(簡稱HD星表和HDE星表)是這方面的先驅。此外,還有側重于某些天體物理量的星表,主要有:

恆星三角視差總表

1952年由美國耶魯大學出版。

變星星表

1865年申費爾德出版了他編的第一本變星星表,刊有119顆變星。德國天文學會從 1918年起主持變星星表的編製工作。第二次世界大戰以後,國際天文學聯合會將編製變星總表的任務委托給蘇聯天文委員會。

雙星和特定類型恆星星表

現有多種類型的雙星星表諸如雙星總表、目視雙星表、目視雙星軌道表、分光雙星表、密近雙星表、食雙星軌道要素表等。此外,還有特定類型恆星的星表,如高光度星星表、ο型星星表、磁星星表、A型特殊星星表、白矮星星表、發射線星星表等。

太陽系天體和人造天體星表

食典,月球運動表,大行星、小行星和衛星的星歷表,月面結構表,水星、金星和火星的表面標記表,太陽譜線表等都屬于廣義的星表範圍。另外,太陽系中的特殊天體,如隕星、流星和彗星也都有各自的星表。人造衛星上天以來,星表中增添了各種人造天體和飛行器的編號命名表、軌道要素表等。

銀河系其他天體星表

銀河系內其他天體,如銀河星團、球狀星團、球狀星團變星、行星狀星雲、電離氫區、暗星雲、亮星雲等都有按類編製的星表。

河外天體星表

19世紀末到20世紀初,出版了星雲星團新總表(簡稱NGC星表)及其補編(簡稱 IC星表),其中天體的命名和編號一直沿用至今。由于編表時還沒有認識星雲的本質,把銀河星雲和河外星系都混編在一起了。星系天文學建立後,陸續出版了亮星系表、星系紅移表、星系形態分類表、星系團表等。近年來還編製了類星體、互擾星系、激擾星系等特殊河外天體的星表。

光學波段以外的輻射源星表

射電天文學興起以後,三十年間編製了為數眾多的射電源表,其中包括超新星遺跡、星際分子、射電星系、類星射電源等不同類型的輻射源星表。二十世紀七十年代以來,根據高空觀測和空間探測取得的資料,編製了紅外、紫外、遠紫外、X射線和γ射線波段的輻射源表,極大地豐富了星表資料庫。

現代天文學的飛躍發展,使星表的種類、數量大為增加,質量大有提高。恆星位置、自行和距離的測定,正在用多種觀測手段向愈來愈暗的目標邁進,為建立一個以河外射電源為背景的、最理想的參考坐標系而努力。另外,各種類型的天體物理參數的測定,正以各種可能的手段在整個電磁波段進行,並向愈來愈細的結構方面發展。

《星雲星團新總表》是目前廣泛使用的星團、星雲和星系的一個基本星表,簡稱NGC,它由丹麥天文學家德雷爾根據英國天文學家赫歇爾家族早期星表于1888年編製的。星表包含約8000個天體,而在1895和1908年分別出版的第一星表(NGC)和第二星表(簡稱IC)總共增至約13000個天體。盡管用現代儀器能觀測到的許多天體在表中沒有列出,但NGC及其補編卻是包括整個天區的星表。一個天體可以有幾個名稱,如蟹狀星雲又稱NGC1952和M1,M1是該天體在梅西葉星表中的編號。

目視星表

在實際套用中常用的目視星表中有:

(1)《依巴谷星表》(Hipparcos catalogue),簡稱HIP或HP

歐洲空間局(簡稱ESA)依巴谷天體測量衛星(Hipparcos)計畫的主要成果。1997年發表的第2版,是到現在位置精確度最高的科學資料,包括的恆星總數為120313個,極限星等為13等,精確度在千分之一弧秒,而第谷星表 列出的則略微超過1,050,000顆恆星。包括赤道坐標,自行,星等,光譜型、顏色、光譜型、視差、徑向速度等信息。

(2)HD星表(Henry Draper Catalogue)或 耶魯亮星星表編號HD

HD星表給出88 883顆恆星的2000年歷元位置、星等、自行、光譜型等資料,是最傳統的星表之一。耶魯亮星星表包括25萬顆全部 8等以上的恆星和很多暗達11等的恆星的著名星表。HD序號在沒有拜耳字母或佛氏星數的恆星中被普遍的採用,在原始的HD星表中序號從1~225,300是依1900.0分點的赤經,從225,301~359,083是在1949年出版的亨利·德雷珀擴充星表中增加的,仍然使用HD表示。

(3)《亮星星表》,(Catalogue of Bright Stars,簡稱BSC)

它給出全天9110顆亮于6.5m亮星的位置(歷元2000)、星等、B-V、光譜型、自行、視向速度、視差等,對雙星給出了兩星的角距離等參數。

(4)SAO星表(Smithsonian Astrophysical Observatory ,1966)

SAO星表是天文觀測最常用的星表,它給出了258 997顆星等亮于11m的恆星,有編號、自行值、光譜型、V星等,表內列有與HD星表和BD(DM)星表的交叉證認序號。

(5)《波恩巡天星表》(The Bonner Durchmusterung),簡稱BD

它是最早的巡天星表。包含有亮于9.5m的恆星325 037顆,它的坐標歷元是1885年。

(6)《博斯星表》

它是天體測量常用的星表,其中包含33 342顆亮于7m的恆星赤徑 、赤緯(歷元1950.0)和自行的資料。1985年再版改正了一些錯誤資料。

(7)《目視雙星星表》

收集了由依巴谷衛星最新觀測的41 255顆目視雙星,並給出2000年歷元的赤經、赤緯、星等、角距、方位角和HD星表號等參數

(8)《星雲星團總星表》(簡稱NGC)

它包括NGC星表,索引(IC)星表和第二版的索引(IC)星表,給出了13 226個非恆星天體(星系、星雲及星團等)的位置(歷元2000)、所在星座、視角直徑大小和累集星等。

(9)變星總表(簡寫GCVS)

它包括28 484顆經過交叉證認的變星,包括變星、新星、超新星,給出了歷元分別為2000年和1950年的赤經、赤緯、變星類型、光變最大和最小時的星等、光變周期、光譜型等參數。

(10)美國海軍天文台全天星表 ( The Whole-Sky USNO-B1.0 Catalog )

它提供了全天1 045 913 669個天體的位置(歷元2000)、自行、BRI星等(極限星等為21m)。底片和資料來自過去50年來積累的7 435張施密特巡天底片。

星圖星表

中國古代取得了大量天體測量成果,為後人留下了很多珍貴的星圖、星表。星表是把測量出的恆星的坐標加以匯編而成的。大約在公元前四世紀的戰國時代,魏人石申編寫了《天文》一書共8卷,後人稱之為《石氏星經》。雖然它到宋代以後失傳了,但我們今天仍然能從唐代的天文著作《開元佔經》中見到它的一些片斷,並從中可以整理出一份石氏星表來,其中有二十八宿距星和115顆恆星的赤道坐標位置。這是世界上最古老的星表之一。

星表

星圖是天文學家觀測星辰的形象記錄,它真實地反映了一定時期內,天文學家在天體測量方面所取得的成果。同時,它又是天文工作者認星和測星的重要工具,其作用猶如地理學中的地圖。早在先秦時期,中國古代天文學家就開始繪製星圖。現存最早的描繪在紙上的星圖是唐代的敦煌星圖。唐敦煌星圖最早發現于敦煌藏經洞,1907年被英國人斯坦因盜走,至今仍儲存在英國倫敦博物館內。它繪于公元940年,圖上共有1350顆星,它的特點是赤道區域採用圓柱形投影,極區採用球面投影,與現代星圖的繪製方法相同,是中國流傳至今最早採用圓、橫兩種畫法的星圖。

1971年在河北省張家口市宣化區的一座遼代墓裏發現了一幅星圖。該圖繪于公元1116年,用于墓頂裝飾,星圖繪畫在直徑2.17米圓形範圍內,繪製方法為蓋圖式,圖中心嵌著一面直徑為35釐米的銅鏡,外圈是中國的二十八宿,最外層是源于巴比倫的黃道十二宮,從中可看出在天文學領域內中外文化交流的跡象。

1974年在河南洛陽北郊的一座北魏墓的墓頂,又發現了一幅繪于北魏孝昌二年(公元526年)的星圖,全圖有星辰三百餘顆,有的用直線聯成星座,最明顯的是北鬥七星,中央是淡藍色的銀河貫穿南北。整個圖直徑7米許。這幅星象圖是中國目前考古發現中年代較早、幅面較大、星數較多的一幅。現存在蘇州博物館內的蘇州石刻天文圖,是世界現存最古老的石刻星圖之一,刻于公于1247年(南宋丁未年),主要依據公元1078~1085年(北宋元豐年間)的觀測結果。圖高約2.45米,寬約1.17米,圖上共有星1434顆,位置準確。全圖銀河清晰,河漢分叉,刻畫細致,引人入勝,在一定程度上反映了當時天文學的發展水準。

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