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觀星：跟著英國格林威治皇家天文台看星星

Stargazing:Beginners Guide to Astronomy
2021文化部第43屆「中小學生優良讀物選介」叢書工具書類入選

原文作者：Royal Observatory Greenwich, Radmila Topalovic and Tom Kerss
作　　者：格林威治皇家天文台、拉德米拉‧塔帕洛維克、湯姆‧凱爾斯
譯　　者：李明芝
出版社別：五南
書　　系：博雅科普
出版日期：2023/04/28(1版2刷)
ＩＳＢＮ：978-957-763-984-4
書　　號：RE53
頁　　數：224
開　　數：25K
定　　價：480元
優惠價格：379元

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一起看星星
天文觀測的最佳入門手冊，無論是在南半球或北半球都能使用。

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格林威治皇家天文台（Royal Observatory Greenwich）是格林威治標準時間和世界本初子午線的所在之處，因此成為每個新的日與年的官方起點。

拉德米拉‧塔帕洛維克（Radmila Topalovic）是格林威治皇家天文台的天文計畫官，擁有太空塵博士學位。

湯姆‧凱爾斯（Tom Kerss）是格林威治皇家天文台的首席天文教育官。

李明芝
畢業於台灣大學心理學研究所，曾就讀美國密西根州立大學家庭與兒童生態學系博士班。熱愛閱讀、興趣廣泛，愛好自由與文學創作，目前專職翻譯、寫作並享受旅行、生活。
譯作有二十餘本：《第一次當媽媽就上手》（信誼基金出版社）、《演化的力量》（博雅書屋）、《雙面好萊塢》（博雅書屋）、《進入你的感官世界》（聯經出版公司）、《發展心裡學》（學富文化出版社）、《解開世界上第一台計算機之謎》（博雅書屋，合譯）、《約翰‧羅彬斯食物革命最新報告》（聯經出版公司）、《50則非知不可的物理學概念》（五南圖書出版公司）、《基本諮商技巧》（洪葉文化事業有限公司）、《我往哪裡去》（台灣舉手網路協會）、《疼痛是你最好的心理醫生》（天下生活出版）、《帶孩子遇見幸福的100種方法》（信誼基金出版社）、《你在渴求什麼？》（天下雜誌出版社）、《允許犯錯的正念管教》（天下生活出版）、《50則非知不可的數學概念》（五南圖書出版公司）、《LIGHT光譜之美》（五南圖書出版公司）、《覺察真我》（一中心有限公司）、《女性限定》（台灣舉手網路協會）、《膽固醇其實跟你想的不一樣！》（柿子文化）、《50則非知不可的生物學概念》（五南圖書出版公司）、《人生成敗的靈性7法》（柿子文化）、《K2還你好骨氣》（一中心有限公司）、情緒跟你以為的不一樣》（商周出版）。

太空中的地球

運行軌道
我們生活在一個不停旋轉的球狀岩石：地球。與太陽和太陽系的其他一切同時在45億年前形成的地球，是離太陽第三遠的行星。水星和金星離太陽更近，溫度太高使得液態水無法存在，也因此太熱而使生命無法存在。地球的平均氣溫是攝氏15度，她的溫度部分取決於她的運行軌道：地球位於太陽周圍名為「適居帶」的區域，距離剛剛好讓液態水得以存在。然而，地球的軌道距離並不是決定地球能否維持生命的唯一因素。地球擁有的大氣，同樣強烈地影響她的整體表面溫度。
地球環繞太陽運行一周的時間是365.25天。我們的日曆年是365天，多出來的四分之一天是用每四年在2月多加一天計算。雖然地球的運行軌道非常接近圓形，但它其實是橢圓形（elliptical）。橢圓形的運行軌道，意味著地球離太陽的距離隨著一年的進程而變化。
地球以驚人的速度繞著太陽運轉，高達每秒30公里或每小時66,600英里。這是地球的平均速度，因為她的運行軌道是橢圓形，所以運行速度會隨著繞行位置而稍有改變。地球在近日點（perihelion，距離太陽最近的點）的移動速度，大於在遠日點（aphelion，距離太陽最遠的點）的速度。

黃道
地球環繞太陽的運行軌道平面─想像一個直徑為1.5億公里或9,300萬英里的巨大盤子─稱為「黃道」（ecliptic），大致上跟其他七個行星的軌道平面（orbital plane）在同一平面：如果忽略海王星之外的區域，我們的太陽系幾乎是平的。當我們看著行星夜復一夜地緩緩橫越天空時，我們會看到她們約略地排成一列，穿越「黃道帶」（zodiac band）的一群星座。這就是從太空所見的黃道，我們看見的是太陽系的平面。
假如在銀河系的另一個世界有智慧生物存在，當他們透過望遠鏡觀看我們的太陽系，若是他們觀察的範圍在黃道，就會看見地球週期性地通過太陽的表面。外星世界必須處於理想位置，才能看見太陽系中任何行星的凌日。

凌
在罕見的情況下，我們可能會看到內側行星（運行軌道位於地球和太陽之間）─水星和金星─經過太陽的表面，這樣的事件稱為「凌日」（transit）。凌星法是一種技術，可以用來尋找繞行其他恆星的行星。當行星經過主恆星的前方時，她們會阻擋一些星光。你用望遠鏡能觀察到這樣的事件。

轉軸傾角
地球在環繞太陽運行時並不是直立的。她的南—北軸跟黃道平面沒有垂直，而是傾斜23.4°，意思是我們的赤道平面（equatorial plane）若延伸至太空，並沒有跟黃道平面在同一平面。
這樣的傾斜影響了地球上的天氣。赤道以北和以南的國家在一整年會經歷不同的季節（season）。例如在英國，冬季是12月，這時的北半球偏離太陽傾斜。而在同一月份，南半球朝向太陽傾斜，因此這裡的人正在享受他們的夏日時光。六個月後，地球到達運行軌道的另一頭，這時北半球朝向太陽傾斜，於是這裡的人便感受到夏天，然而南半球則偏離太陽傾斜，此時就是冬天。越接近赤道的地方，越沒有季節的變化，氣溫也終年保持高溫。
中午時分的太陽海拔高度（ 超過地平線的高度）在一整年也有所不同。太陽在中午抵達天空的最高點。在冬季，也就是當我們偏離太陽傾斜時，太陽到中午抵達的海拔高度不如夏季那般高。因此，我們在冬季接收到的陽光較不強烈，日照的期間也比較短。同樣因為地球的轉軸傾角（axial tilt），一年當中的日出和日落時間也會發生變化：例如在倫敦，日照期間從冬至的8小時到夏至的16小時不等。

自轉（恆星日 vs. 太陽日）
地球繞著自己內部的軸（ax i s ） 旋轉，完成一次自轉的時間是23小時56分4秒。這是真正的地球自轉週期，我們稱之為「恆星日」（sidereal day）。當我們觀看太陽、月亮和任何其他天體時，可以看見地球自轉的效應。星星不斷地環繞著北天極或南天極移動，在北半球可由北極星觀測到這點。夜空中的星星繞完一圈天極（或說升起、落下，然後再次升起）的時間就是一個恆星日。
然而，我們遵循的一天24小時則稱為「太陽日」（solar day）。我們看見太陽從東方升起，在中午到達天空的最高點，然後從西方落下。這是因為從北極上方往下看時，地球是逆時針旋轉（由西到東），所以天空看來像是每天從東方移動到西方。
太陽日比恆星日長了大約4分鐘。太陽日的時間較長，是因為我們必須考慮地球環繞太陽的公轉運動。公轉一周有360°，而一年有365天，所以地球每天走過運行軌道的1°左右，持續地相對於太陽移動。從地球的觀點來看，太陽緩緩地從西到東位移1°，因而造成些許落後。為了補足這1°的運動，我們必須多等4分鐘，讓太陽在當地的中午抵達天空的最高點。

分點的位置
季節變換是因為地球的轉軸傾角，標示冬至和夏至的是分別約在6月21日和12月21日的至點（solstice），這些時刻的地球正完全朝向或偏離太陽傾斜。在這兩個極端之間有兩個分點（equinox），大約是在3月20日和9月23日，此時的地球既沒有朝向、也沒有偏離太陽。到達分點時，北半球和南半球都經歷約莫12個小時的白天和12個小時的夜晚，但日出和日落的時間仍是根據你的所在地而有所不同。這兩個分點各自標示出春天（春分〔vernal equinox〕）和秋天（秋分〔autumnal equinox〕）的開始。
分點是地球的赤道平面跟黃道相交的點。轉軸傾角意味著地球的赤道平面與黃道並不平行，兩者之間的夾角是23.4°。

經度和緯度
你在當地看到什麼樣的天空，取決於你所在的緯度（latitude）。環繞地球的同一緯度連線，跟地球的南北軸互相垂直。你所在的緯度，是你往北或往南離赤道有多遠，單位是「度」（°）。赤道的緯度是0°、英國倫敦的格林威治（Greenwich）是北緯51.5°、澳洲的雪梨（Sydney）是南緯33.9°、北極是北緯90°（90°N）或＋90°，而南極是南緯90°（90°S）或－90°。北極星差不多剛好在北極的正上方，她的高度角等同於你在北半球的緯度。在倫敦，北極星的高度角是51.5°，而在北極則是90°。

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