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银河掩映中的矩尺座

天文爱好者杂志2018-11-07 12:39:03

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天蝎座的S曲线和半人马座的α星(南门二)及β星(马腹一)之间,有矩尺座和圆规座这两个南天小星座,都是与地图和星图的绘制、测定有关的器具星座,是18世纪法国天文学家拉卡伊所设立的新星座。这两个小星座都处于南天明亮的银河之中,由于都没有引人注目的亮星,因此,无论是矩尺的形状,还是圆规的姿态,都淹没于银河的光芒之中,令人难以辨认。


罗伯特•德•沃金迪天球仪的以矩尺座为中心的3D图


法国国家图书馆收藏,直径45.5 厘米,高90 厘米,作者迪迪埃•罗伯特•德•沃金迪(Didier Robert de Vaugondy,1723~1786年),法国地理学家和绘图师,他与其父吉尔•罗伯特•德•沃金迪( 也是地理学家) 一起绘制地图,作品交替署名,不分彼此。此天球仪出版于1764 年,晚于拉卡伊星图,故拉卡伊14 新星座均绘其上。图中央天蝎座之南、介于天坛座和豺狼座之间的就是矩尺座。



  可归于夏季星座,但难于观察  



矩尺座中心点坐标为赤经15h58′、赤纬51°S,所占范围为赤经15h25′至16h31′、赤纬42°S至60°S,面积165.29平方度,占全天面积的0.401%,按星座大小排序,位居第74。周围星座是天蝎座、豺狼座、圆规座、南三角座和天坛座。北纬30度以南地区可以看到完整的矩尺座,北纬48度以北地区则完全看不到。矩尺座子夜到达上中天的时间是每年5月19日,而晚8时到达上中天的时间是每年7月18日。故这两个日期之间比较适合观测矩尺座。


由北半球夏季低纬度地区看到的矩尺座周边的星空,光芒的南天银河,从天蝎座的 S 曲线之上,流淌到半人马座的α 星 ( 南门二 ) 和 β 星 ( 马腹一 ),而暗淡的矩尺座埋没于这一段的南天银河之中。



由此可知矩尺座的赤经与圆规座相近,而赤纬与天坛座与豺狼座相近。理论上说,北半球的初夏,我国淮河流域也可看到部分的矩尺座,故许多星座书把矩尺座放到夏季星座来描述。但因矩尺座没有亮于3等的恒星,又淹没于南天银河的光芒之中,实际上是很难从北半球南方地平线之上将它辨认出来的。



北半球夏季低纬度地区看到的矩尺座周边的星空模拟图

这是南半球秋季从新西兰看到的矩尺座,它在东南方地平线之上,南门二与马腹一之下,天坛座之东,半人马座胸部之西南。


若到南半球中纬度地区,譬如悉尼,情况完全不同:冬季(北半球为夏季)矩尺座高悬于天顶附近,春季低垂于西南星空,夏季则挂于南方地平线,秋季出现于东南方星空,是故南半球冬季最适于观测。


  如何找到矩尺座  


 ▲从北半球低纬度地区夏季看到的矩尺座


矩尺座中亮于5.5等的恒星有14颗,其中最亮的两颗γ星和ε星,均为4等,第四亮星为η星,5等星,组成一个直角三角形,构成矩尺座的特征,这对于银河中富含恒星的区域来说,是很难辨认的,故必须从矩尺座的周边整体环境去寻找明显标志——在人马座、天蝎座、豺狼座和半人马座一带(由南天1等亮星心宿二至南门二和马腹一)是银河系核心所在的方向,这里有一条处于银河系平面中的星际尘埃挡住银河系核心部分的星光而形成的暗带,这条暗带正好斜穿过矩尺座,所以只要看到银河中的这一暗带,也就找到了矩尺座。


  矩尺座的设置、命名及文化  


 1801年波德星图第15幅半人马座、南冕座、望远镜座、天坛座、矩尺座和豺狼座,图中矩尺座名为Norma et Regula。



矩 尺 座 的 拉 丁 文 学 名 为Norma,意思为“画直角和方形的曲尺”,也就是矩尺。矩尺座是拉卡伊的南天14星座之一,是拉卡伊1751至1752年间在南非好望角观测南天球星空时所创立的,后编入1756年出版的拉卡伊星图和1763年出版的《南天星表》之中。1756年的拉卡伊星图是法文版的,故矩尺座最初的名字是法文的,原意是“三角板和直尺”,代表绘图师所使用的绘图工具。1763年的拉卡伊星图作为附录出现于《南天星表》之中,此版星图是拉丁文本,故矩尺座名也是用拉丁文标注的,拉卡伊已经将其简单地称为Norma,就是今天的标准名“矩尺座”。但是另外一些天文学家更喜欢把它称为Norma et Regula(即角尺与直尺),这个拉丁名更接近它的法文名,譬如非常著名的1801年波德星图就是如此。


  1776年法文版拉卡伊星图中的矩尺座、圆规座和南三角座,此版系1756年初版的修订版,星座图名与原版完全一致

  1763年拉丁文版拉卡伊星图中的矩尺座、圆规座和南三角座。


有些星座书说,矩尺座还有另一个名称“勘测员的水平仪”。这种说法是不对的。拉卡伊在其星图中描绘了3个相邻的、作为绘图师的绘图工具的星座,其一是三角板与标尺(即矩尺座),其二是绘图圆规(法文为le Compas,随后的拉丁文为Circinus,即圆规座),其三是勘测员的水平仪(法文为le Niveau,拉丁文为Triangulum Australe,即南三角座)。矩尺座与圆规座是拉卡伊独自创立的,但是南三角座却是在此之前就被荷兰航海家凯泽和霍特曼所发现。这里拉卡伊只是对南三角座的名称做了重新解释与补充,除了已有的南三角座之外,又增加了“水平仪”(le Niveau)这个星座名。星座文化史研究学家理查德•欣克利•艾伦(Richard Hinckley Allen,1838~1908年)错误地把“水平仪”这个拉卡伊对南三角座的解释,转移到矩尺座。由于艾伦的著作《恒星的名称——其知识与含义》(Star Names: Their Loreand Meaning,又称Star-namesand their meanings)有着广泛的影响,导致这种说法广为流传。


诺顿星图第12图中天蝎座、矩尺座、天坛座和豺狼座等的一部分。当年拉卡伊创立南天14座时,他所设定的矩尺座是向北延伸至天蝎座的,后来由于星座边界的变迁,原来拉卡伊所设定的矩尺座α星和β星,现在已经成为天蝎座N星和H星。诺顿星图是当代最著名的天文爱好者实用星图。



自拉卡伊时代以来,由于星座的界线发生变化,矩尺座已经不再有α星和β星,原来拉卡伊指定的矩尺座α星和β星,现在已经是天蝎座的一部分,分别被称为天蝎座N星和H星。顺便说一下,船尾座和船帆座也都缺乏α星和β星,它们曾是一个更大星座——南船座的一部分,当南船座被拉卡伊拆分为3个星座时,原南船座的α星和β星被分配给船底座,这样船尾座和船帆座也就都没有α星和β星了。


矩尺和圆规图案也常被人们用作图标,譬如上图刻在石头上的图案就是一例。

新疆出土的丝绸画《伏羲女娲》,左为女娲,持规(圆规);右为伏羲,持矩(矩尺)。上有太阳,下有月亮,两边是星宿图案。



矩尺和圆规是几何学和数学上不可缺少的工具,无论中西都是古已有之,并都代表理性和智慧,它们不仅被请上天空,成为星座,还作为符号进入著名天文图绘之中,譬如上面这幅新疆出土的人首蛇身伏羲女娲图,就是如此。



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