在擁有GPS和谷歌地圖的智慧手機時代，你可能已經熟悉了通常用來描述地球球面位置的地理座標系統。這個系統是基於緯度，即地球赤道向北或向南的距離，以及經度，即本初子午線向東或向西的距離，而本初子午線是一條從北向南穿過英國格林威治的假想線。這些距離是用度數來度量的——緯度每個方向的範圍是90度，經度是每個方向的範圍是180度，同時用分、秒、毫秒單位對位置資訊進行精確的描述。

全球定位系統

這個系統可以讓你找到從帝國大廈（北緯40°44'55.4“，西經73°59'08.5”）到U2樂隊1987年拍攝專輯《約書亞樹》封面照的沙漠(北緯36°19'51.00″,西經 117°44'42.88″)

而你不知道的是，天文家們可以利用地球上地理座標的延伸來創造一個圍繞地球的假想球體描述一個天體在夜空中的位置。

空中座標

“其目的是能夠在天空中唯一地指定一個位置，就像地球上的經緯度。”美國天文學會的新聞釋出官裡克·費恩伯格在一封電子郵件中解釋道，“如果你讓別人在科羅拉多州利特爾頓市北緯39°36'47.9484''，西經105°0'59.9292''等你，他們不僅會知道你在哪個鎮上，而且會知道你在哪個街角等他。只知道你在哪個鎮上是不夠的——如果你希望別人能更容易得找到你，你需要給出更精確的位置。”

同樣，他解釋道，如果一個天文學家發現了一顆超新星或小行星並希望其他人觀察到它，那麼提供天體座標是確保其他人能觀測到它的一種方法。

這是一個自古以來就存在的體系。“天體座標的概念就是假設天空是一個環繞地球的球體，這個想法可以追溯到早期的地心說，認為地球是一切事物的中心。”賓夕法尼亞州立大學天文學和物理系的教學教授兼本科生專案副主任克里斯托弗·帕爾馬在一封電子郵件中說：“儘管我們現在知道事實並非如此，但可以把天空看作是圍繞著我們的球體，因此我們可以使用球座標來識別天空中的任何位置。”

偏斜與提升

天體座標系有一些與眾不同的地方。例如，它用所謂的赤緯來描述天赤道以北或南的距離，而不是經度，赤經描述的是東西方向。

“和任何座標系一樣，它需要一個零點/校準。”帕爾馬解釋道“對於天體座標，我們將地球赤道投射到天空，就像緯度測量地球赤道以北或南的程度一樣，赤緯測量的是天體赤道以北或南的角度。打個比方說，今晚從美國大部分地區南部的天空中都可以明顯觀測到的恆星Spica，有一個-11度10分的斜角，所以它實際上是在天體赤道的南部。”

“對於地球上的經度，我們將英格蘭格林威治作為本初子午線，”帕爾馬說, “而赤經系統將白羊座的第一個點視為本初子午線，它被定義為太陽沿著黃道從南向北移動並透過天球赤道時的位置，黃道即為表示太陽路徑的假想線。當太陽在那個位置時，地球正值春分（三月）。赤經從那裡向東增加。所以，在春分時，如果一顆恆星正好繞著太陽轉了半周，那麼它的赤經就是180度。”

“因為天空會旋轉，我們通常不使用度數來測量它，”帕爾馬繼續說，“相反，我們用小時來表示角度。所以，180度等於赤經12小時。我上面提到的這顆恆星，Spica，其赤經為13小時25分鐘。這可以解釋為從太陽在春分的位置向東出發，天空中[13h25m*(180度/12小時)]= 201.25度的點。

航海人員的天體導航

正如費恩伯格所解釋的，天文學家不是唯一使用天體座標的人。”任何靠星星導航的人都會使用它們。”他說，“儘管所有現代船隻上都有GPS系統，但水手還是需要學習天文導航，以防GPS失靈。如果你能看到北極星，你會知道哪邊是北方，由此推斷南方、東方和西方。你也能知道你的緯度，因為北極星在地平線上的高度等於你的緯度。如果你有一個精確的時鐘，您還可以透過檢視您所觀察的那一時刻的正南星表來確定經度。”

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