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拉开2021新年大幕的“象限仪座流星雨”有什么来头?

瞭望科学史
李亮(中科院科学史所研究员)讲述科学故事、传播科学精神。
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2021年1月3日晚,北半球三大流星雨之一的象限仪座流星雨将迎来极盛,从而拉开新的一年天象大幕。 象限仪座流星雨以明亮的火流星而闻名。火流星是更大的光和颜色的爆发,所以它们的流星尾迹比一般流星的更为持久。那么象限仪座流星雨的“象限仪座”又是怎么来的呢?

《波德星图》象限仪座

“象限仪座”这个如今已经被抛弃的星座,由法国天文学家拉兰德在1795年创建。因为拉兰德曾经是巴黎军事学院天文台的台长,这个星座则是为了纪念他与和他侄子米歇尔·莱夫兰索瓦·德·拉兰德(Michel Lefrançois de Lalande,1766-1839年),使用天文台的墙面象限仪来进行恒星观测的经历。于是,他便效仿法国天文学家拉卡耶,用科学仪器的名称来设立星座,构思出了这个新的星座。

让·福汀(Jean Fortin)星图中的象限仪座(右下方)

象限仪座由位于牧夫座、武仙座和天龙座之间的10颗星组成,其星等基本在5等至7等之间。1801年,波德又对这个星座进行了一些改造,与拉兰德的原版相比,波德将该星座的区域略微缩小,以避免与它邻近的星座发生重叠。

象限仪是测量天体位置的一种天文观测仪器,其核心部件是中间的象限环,通过沿着象限环上的窥管或者望远镜瞄准天体,就可以从象限环的刻度尺上读取高度角等数据。这台仪器之所以被称为象限仪,是因为它中间的这个四分之一环,刚好在数学上是90度,就是一个象限。

《天空之镜》象限仪座

(图中象限仪座位于牧夫座的北部,靠近牧夫手持犁柄的末端,同时这里也是大熊尾巴的末端)。

丹麦天文学家第谷·布拉赫设计的象限仪

(第谷设计的象限仪在明代末期由来华耶稣会传教士传入中国,也成为了当时钦天监的主要观测仪器之一。)

北京古观象台象限仪以及《灵台仪象志》象限仪图

(象限仪在中国也叫地平纬仪,主要用于测量天体的地平纬度,也就是高度角或天顶距。)

拉兰德创建的象限仪座沿用了不到一百年,尽管在十九世纪上半叶,它曾受益于《波德星图》的影响力而短暂流行过。但到了十九世纪后期,它便在各种星图中逐渐消失,现在象限仪座已经不在使用了。但由于每年1月份,从这个星座位置辐射有壮观的流星雨。所以,这个流星雨至今还保留着它曾经的名称,即“象限仪座流星雨”。象限仪座流星雨大约在每年1月3日达到顶峰,这也是与英仙座流星雨和双子座流星雨齐名的“北半球三大流星雨”之一。

作者:李亮(中国科学院自然科学史研究所研究员)

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青乡里 惠民生
举人级
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2022-01-01