二 北天极星空和南天极星空
夜晚观测星空时，只要稍加留意便很容易发现，在北极星周围有一些星星永远在地平面之上绕着北极星旋转。事实上，如果以北天极为中心、观测地点的纬度为半径，在天球上所作的小圆之内的所有星体都不会落到地平面之下，这样的小圆叫做恒显圈﹙下图﹚。恒显圈内的星总是在地平面
恒显圈和恒隐圈
﹙图中φ为观测地纬度；M、M′为拱极星；Z为天顶；Z′为天底﹚
之上，它们的上中天和下中天我们都可以观测到，叫做恒显星。对于北半球同一观测地，如果以南天极为中心，观测地的纬度为半径，在天球上所作的小圆之内的所有星体永远不会升起到地平面之上，这样的小圆叫做恒隐圈。恒隐圈内的星总是在地平面之下，我们看不见，叫做恒隐星。对于南半球的观测者来说，情况恰好相反。恒显圈和恒隐圈之间的星有时升起在地平面之上，有时沉降到地平面之下。在赤道地区，因为南北天极恰位于当地地平圈的正南和正北，容易想见，那里既没有恒显星也没有恒隐星，观测者可以看到全天的星星。
恒显圈和恒隐圈内的星称为拱极星。下图是北天极区域星图，同时也是北纬处的拱极星图。北天极星空中的主要星座有小熊座、大熊座、仙王座、天龙座、鹿豹座、仙后座，你可以试着在下图中把它们一一出来。
北极天星空
北天极星空图
★小熊座 是天空中最北边的星座，北天极就在这个星座内。小熊座星﹙北极星﹚的赤纬为89°15′，距离北天极仅45′，因此在天球周日旋转时它好像在那里静止不动被“锁定”了一样，从而成为在北半球认星、确定方向和地理纬度的重要观测目标。北极星目视星等为2.02等，是一颗三合星，主星是经典造父变星，变光周期约为4天。小熊座、、、、、、七颗星排列成斗形，很象北斗，但亮度较弱，所以又叫“小北斗七星”。小熊座﹙中名帝﹚视星等为2.08等，小熊座﹙中名太子﹚视星等为3.05等，它们又被称为“护极星”。地轴的进动造成北
天极在天空中的位置是变动的，现在北天极位置在小熊座附近，所以小熊座就成了北极星；四千年前天龙座是北极星，四千年后北极星将易位于仙王座，一万年后明亮的织女星将成为北极星。
小熊座星图
★大熊座 是北极天区最引人注目的著名星座。大熊座、、、、、、﹙中名天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光﹚七颗主星构成长把的斗形，是夜空中最著名的图形，我国把它叫做北斗。北斗七星使大熊座成为北极附近最容易辨认的星座，历来是人们认星、确定方位和测定时间的重要依据。如果想象用直线连接、并向斗口延长到这两颗星间距离的大约5倍处，那里的一颗2等恒星就是北极星，因此大熊座和又叫做“指极星”﹙见下图﹚，指极星的指极功能使大熊座成为海上航行和大地测量的重要标志。大熊座﹙中名开阳﹚是一颗双星，伴星是大熊座80星﹙中名辅﹚，目视星等为4.01等，视力好的人凭肉眼就可以分辨它们。后来发现主星是两对分光双星，而辅也是一颗分光双星， 因此大熊座和80其实是有6颗星的聚星系统。大熊座中的梅西叶天体有M81、M82、M97、M101等。M81是美丽的旋涡星云，用双筒镜或小望远镜可以看到。M97就是著名的枭首星云，外形象一只猫头鹰的脸部，属于行星状星云。
大熊座星图
利用指极星寻北极星
★仙王座 该星座中最亮的星是仙王座﹙中名天钩五﹚，视星等2.44等，由于岁差，5500年后它将成为北极星。仙王座中最著名的星当数仙王座﹙中名造父一﹚，它是造父型变星的典型星。人们通过观测发现了造父变星的变光周期同它们的光度之间的关系即“周光关系”，只要测定了造父变星的变光周期，就可以知道它的光度﹙即绝对星等﹚，然后利用视星等、绝对星等和恒星距离之间的关系推算出恒星的距离。这种测定天体距离的方法叫做造父视差法，造父变星因此获得“量天尺”的美誉。仙王座实际上是三合星。仙王座中最美丽的星是仙王座﹙中名造父四﹚，它是视星等为4.08等的红超巨星，颜深红，是北天肉眼可见的最红的星，人们称它为石榴星，在双筒镜或小望远镜中十分抢眼。
仙王座星图
★天龙座 天龙座中最亮的星是天龙座﹙中名天棓四﹚，视亮度为2.23等，这是一颗靠近北黄极的较亮恒星，英国天文学家布拉德雷正是在对它的观测中受到启发，发现了光行差。天龙座﹙中名右枢或紫微右垣一﹚，视星等为3.65等，四千多年前它曾经是北极星。天龙座中较亮的双星有天龙座、天龙座、天龙座、天龙座及天龙座。
天龙座星图
★鹿豹座 是北天较为暗淡的星座，缺少亮星，最亮的星是鹿豹座﹙中名八谷增十四﹚，是远距双星，主星4.0等，伴星8.6等，在小型望远镜或双筒镜中非常容易观测到。在同一个双筒镜视野里还可以看到另一对双星：鹿豹座11和12，亮度分别为5.2等和6.1等。鹿豹座中也没有明亮的星团和星云，用小型望远镜或双筒镜可以看到视星等为5.7等的疏散星团NGC1502，在该星团近旁有约廿余颗星几乎排成一条直线，如瀑布倾泻而下，这就是著名的肯布尔瀑布﹙Kembles Cascade﹚，其中最亮的几颗星，肉眼可见，从小型望远镜中观测颇为壮丽。
鹿豹座星图
★仙后座 该星座沐浴在北天银河之中，仙后座、、、夜晚星空、﹙中名王良一、王良四、策、阁道三、阁道二﹚五颗星构成字母W或M形状，很容易辨认。其中、、三星组成的角的顶点对着一颗4等的仙后座星，延长星到星的连线到该连线的大约4倍远处，就会和北极星相遇﹙见下图﹚。仙后座和大熊座的北斗七星恰位于北极星的两侧，因此当北斗七星接近地平线不易观测时，仙后座正在当空，可以借助仙后座到北极星。仙后座是典型的仙后座型变星，目前认为这是快速自转的B型发射线星，亮度变化不规则，亮度变幅可达1.5等。仙后座是著名的颜对比显著的双星，一为黄﹙3.4等﹚一为红﹙7.5等﹚，在小型望远镜中十分醒目。仙后座中有许多美丽的星团和星云：发射星云NGC7635就是著名的气泡星云；M52、M103、NGC457等都是有名的疏散星团。
仙后座星图
利用仙后座寻北极星
南天极星空
下图是南天极区域星图，同时也是南纬处的拱极星图。南天极星空中的主要星座有南十字座、半人马座、船底座、剑鱼座、南极座、杜鹃座，你也可以试着在图中把它们一一出来。
南天极星空图
★南十字座 这是全天88个星座中所占天区面积最小的星座。南十字座、、、﹙中名十字架二、十字架三、十字架一、十字架四﹚四颗星构成“十”字形，非常著名。南十字座还是南半球人们判别方向的“指南针”：将南十字座和南十字座的连线延长30°就抵达南天极，所以这两颗星又被叫做南半球的指极星。或者借助半人马座的﹙中名南门二﹚、﹙中名马腹一﹚二星，想象在天球上作它们连线的中垂线，这条中垂线与南十字座和南十字座连线的延长线相交，交点附近不远处 就是南天极﹙图﹚。南十字座是全天第13亮星，是由视星等1.39等和1.86等的两颗星组成的双星，复合星等为0.8等，小型望远镜中可以清楚地看到相距5.6″的这两颗蓝白的恒星；在南十字座
的东边是南天著名的煤袋星云。南十字座视星等为1.25等，是全天第19亮星；在南十字座东南约1°处是著名的疏散星团——珠宝盒星团NGC4755，在南天夜空中非常壮丽，肉眼可见，因为南十字座星位于星团视场中央，所以又称为南十字座星团。
南十字座星图
南天指极星
★半人马座 半人马座﹙中名南门二﹚是半人马星座中最亮的恒星，视星等－0.27等，是全天第3亮星，也是离地球最近的亮星。半人马座其实是三合星，子星A视星等0.01等（黄），子星B视星等1.34等（橘黄），距A、B角距2°之外的子星C是11等的红矮星。子星C因为离地球只有4.22光年，是离我们最近的恒星，所以被称为比邻星。半人马座﹙中名马腹一﹚视星等为0.61等，是全天第11亮星，因为它与
半人马座星图
半人马座星连线的中垂线指向南极，所以这两颗星也被称为“南指极星”。半人马座中著名的星团NGC5139是全天最大最亮的球状星团，肉眼可见，在夜空中与一轮满月差不多大，非常壮观。NGC5128是半人马座中著名的河外星系，在小型望远镜中看去形似椭圆星系，大望远镜观测照片显示有一条宽的尘埃带横贯星系中部。天空中强射电源之一半人马座A的光学对应体就是NGC5128，后来的观测显示它还是强X射线源。NGC3918是半人马座中的行星状星云，在小望远镜中可见其蓝的盘面。
★船底座 船底座﹙中名老人星﹚视星等为－0.72等，是亮度仅次于天狼星的全天第二亮星。船底座视星等为6.21等，但在19世纪时它的亮度一度达到过－1等，它恰位于最大也最复杂的弥漫星云NGC3372中，因此这个星云又被叫做船底座星云。船底座星云肉眼可见，背景是银河，双筒镜中看去非常壮观，在靠近船底座星的地方，星云中的尘埃形状酷似锁孔，所以又叫做钥匙孔星云。船底座中有两个分布范围与满月大小相当的疏散 星团NGC2516和NGC3114，肉.眼可见，用双筒镜就可以区分各个恒星。船底座中还有两个疏散星团NGC3532和IC2602，其中NGC3532中的星星密集而且明亮，肉眼可见，双筒镜中看去星光灿烂，十分美丽；船底座就在IC2602中，所以这个星团又叫做船底座星团，这个明亮的疏散星团有8颗亮于6等的恒星，很象北天的昴星团，因此人们又把它叫做南昴星团。
船底座星图
★剑鱼座 该座中最亮的星是剑鱼座，视星等3.27等。剑鱼座对于天文学家来说很重要，因为大麦哲伦云主要位于剑鱼座内。大麦哲伦云是一个不规则星系，它和小麦哲伦云都是银河系的伴星系。巨大的发射星云NGC2070就位于大麦云中，肉眼可见，因为它的形状很象蜘蛛，所以又叫蜘蛛星云。超新星1987A也在大麦云内，这是1604年开普勒超新星之后，人们观测到的最亮最近的超新星。南黄极就在剑鱼座中。
剑鱼座星图
★南极座 这是天空中最南边的星座，南天极就在星座内。南极座中最亮的星是南极座，视星等为3.76等。南极座是肉眼可见最接近南天极的恒星，视星等5.47等，与南天极相距约为1°。南极座是密近双星，亮度分别为5.5等和7.8等，复合星等5.4等，用小望远镜可以区分。
南极座星图
★杜鹃座 该座中最亮的星是杜鹃座，视星等为2.86等。杜鹃座是复合星等为3.9等的聚星。杜鹃座和杜鹃座都是双星。杜鹃座中最著名的天体当数小麦哲伦星云，小麦哲伦星云属于不规则星系，是银河系的伴星系。在小麦云的北边是全天第二明亮的球状星团NGC104，又叫杜鹃座47星团，它的亮度仅次于半人马座星团。杜鹃座NGC362也是一个球状星团。
杜鹃座星图
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