黄道(ecliptic),
天文学术语,是从地球上来看太阳一年“走”过的路线,是由于地球绕太阳公转而产生的。
天文现象
基本介绍
黄道,是以地球为第一视角,将地球和太阳连成一条线。由于地球绕太阳
公转,经过一年的时间,这条连线的轨迹就会形成一个平面,称之为“黄道”。黄道是
太阳周年视运动的轨迹,即地球上的人观测太阳于一年内在
天球上所运行的视路径。黄道和
天赤道成23度26分的角度(即
黄赤交角),二者相交于
春分点和
秋分点。
通俗来说,由于地球上的人通常感觉不到地球的
公转,就像坐在行驶车辆中的人感觉的是周围的物体向后运动一样,地球人所看到的是太阳在恒星组成的星空背景上向后运动,每年转一圈,并将其称为太阳周年视运动,将太阳运行线路(即地球公转轨道在天球上的反映)称为黄道。
鉴于运动变化的复杂性,在天文学工作中还需要使用黄道的严格定义:
地月系质心绕太阳公转的瞬时平均轨道平面与天球相交的大圆。从地球中心来看,黄道很接近于太阳在恒星中的视周年路径。只有应用精密的
天文仪器,才能察觉黄道与太阳视周年路径的差别。黄道是天球上
黄道坐标系的基圈。
西方的黄道(ecliptic)一词是从蚀(eclipse )发生的地方一词延伸出来的。
形成原因
在宇宙中,地球作为
太阳系中的一颗行星,在不停地运动着,其运动是复杂的,但最基本的运动是地球的自转和公转。
地球自转是地球本身绕其
自转轴(即)自西向东旋转。地轴是假设的,但地球自转时,却仿佛有这
根轴的存在。通过地心垂直于地轴的平面叫
赤道平面,它与地球表面相割的大圆叫赤道。赤道把地球平分为
南半球与
北半球。地轴穿过地心与地球表面相交于两点,其中,位于北半球的交点叫北极,位于南半球的交点叫南极。地球绕轴自转的同时,还绕太阳自西向东公转。地球公转的轨道是接近正圆的椭圆。这个椭圆所构成的平面叫轨道平面,亦称黄道平面。
地球一面绕轴自转,一面绕日公转。在这一过程中,地轴并不与公转的轨道平面(黄道平面)相垂直,而是倾斜的,其夹角为66°34′。在太阳系,地球的轨道平面就是黄道,所以地球的
转轴倾角被称为
黄赤交角。而地轴的倾斜方向在空间始终保持不变(平移),致使赤道平面与黄道平面不平行,而呈倾斜状态,其夹角是66°34′的
余角,即23°26′。地轴的倾斜和倾斜的方向不变,还导致了地轴对太阳的不同倾向,使地球上的
太阳直射点在北纬23°26′到
南纬23°26′之间来回移动。移动的周期为一年。这样就造成了地球各地
正午太阳高度和昼夜长短的季节差异,从而形成四季。
在黄道坐标系中,天体的
黄经从春分点起算,沿黄道自西向东度量;黄道以北(靠近北天极)
黄纬为正,以南黄纬为负。南、北
黄极距相应的
天极都是23度26分。由于地球公转受到
月球和其他行星的摄动,
地球公转轨道并不是严格的平面,会产生不规则的连续变化,这种变化包括多项短周期的和一项缓慢的长期运动。短周期运动可以通过一定时期内的平均加以消除,消除了不规则运动的轨道平面称为瞬时平均轨道平面。
他们利用太阳在黄道上的位置确定日期,黄道上
十二星座最早的功用就如同现代月历上的十二个月,
白羊座起始于春分点被视为是一年的开始,而当太阳运行到天秤座的那天是昼夜平分的时候。
黄道带
大约在公元前5世纪,
古巴比伦的天文学家首先使用了“
黄道带”这一概念。把整个天空想象成一个大球,而星星都分布在
球壳上,这就是所谓的
天球。黄道是太阳在天球上运动的轨迹。
黄道两侧各8度的区域就是黄道带。行星都在黄道带里运行。巴比伦人还把黄道带分为了十二个区域,然而这些区域的名字来源于
古希腊人。实际上,大多数星座的名称都来自
希腊神话。
黄道面
黄道面就是地球的公转轨道所在平面。由于月球和其它行星等天体的引力影响地球的公转运动,黄道面在空间的位置总是在不规则地连续变化。但在变化中,任一时间这个平面总是通过太阳中心。黄道面和天球相交的
大圆称为黄道。
黄赤关系
由于地球的
自转轴并不垂直于轨道平面,所以赤道平面不与黄道平行,而有23°26'的夹角,这就是
黄赤交角。赤道平面和黄道平面与地球的交集所形成的大圆分别称为赤道和黄道,这两个平面的交叉点正好在一条地球直径线的两端点,就是著名的
二分点(春分点与秋分点)。太阳从南向北经过的二分点称为春分点或是
白羊座第一点,黄道经度,通常以字母λ标示,就以这一点为起点向东从0°到360°。
黄道纬度,通常以字母β标示,以黄道为测量的基础平面向北从0°到90°,向南从0°到-90°。春分点同样的也被定义为
赤道坐标的原点,赤经的测量也是向东由0到24时,通常以字母α或R.A.表示;
赤纬以字母δ或Del.表示,由赤道平面向北从0°到90°,向南从0°到-90°。简单的转动型式可以让α,δ和to λ,β互相转换。
天体位置
1、古代中国学者的分析
在现存文学作品中,在晋·
司马彪撰的《后汉书·志·律历中·贾逵论历》有分析赤道和黄道在测定天体位置上的区别,“臣前上傅安等用黄道度日月弦望多近,
史官一以
赤道度之,不与日月同,如今历弦望至差一日以上,辄奏以为变,至以为日却,缩退行。于黄道,自得行度,不为变。……《
五纪》论‘日月循黄道,南至牵牛,北至东井,率日日行一度,月行十三度十九分度之七’也。今史官一以赤道为度,不与日月行同,其斗、牵牛、(东井)、舆鬼,赤道得十五,而黄道得十三度半;……夫日月之术,日循黄道,月从九道。以
赤道仪,日冬至去极俱一百一十五度。其入宿也,赤道在斗二十一,而黄道在斗十九。
两仪相参,日月之行,曲直有差,以生进退。故月行井、牛,十四度以上,其在角、娄,十二度以上。皆不应率不行。”也就是说,单就月亮这一天体而言,依据黄道和依据赤道所测“弦望”日期及
运行速度是不一样的。对其他天体的测定自然也是如此。
2、西方学者的分析
赤道坐标系与黄道坐标系并无直接的关系,“正如德·沙素(de Saussure,1740年-1799年)的名言所说:
希腊天文学是‘黄道、角度、真实、周年’”;而中国天文学是‘赤道、时间、平均、周日’。按照某些
拱极星的指引定出赤道上的
标志点,系统观测这些拱极星的
中天,中国人从未迷失逐时变化的星座方位,因此他们能确定太阳、月亮不可见时的位置。”拱极星是指
恒显圈和
恒隐圈内的星。恒显圈内的星总在
地平圈之上,故可观测到它们的上中天和
下中天。恒隐圈内的星,总在地平圈之下,永不上升,故看不见。
见《恒显圈图》: 也就是说,赤道坐标系是依据恒显圈内环绕
北极星的北斗星等天体的观测来确定时间。这一系统有异于西方天文学的一个重要特征就是:“它是
天极、赤道的,而不是行星、黄道的。”黄道坐标系则是“观察恒星的
偕日出和偕日没,也就是观测黄道附近的恒星在日出前或日没后瞬间的出没。我们都记得
古埃及著名的对
天狼星的偕日观测。进行这种观测并不需要天极、子午或赤道等的知识,也不需要任何
测时系统,它自然地导致人们熟悉黄道各星座,以及距黄道远近不等的和
黄道星座同时出没的恒星。……”
赤道与黄道,就象两股道上跑的车,走的不是一条路。赤道的星宿与黄道的星座,如同
高速公路与普通公路的停靠点和出站口有所不同一样。我们不能去高速公路上寻找普通公路的停靠点和出站口,也不能去普通公路上寻找高速公路的停靠点和出站口。同理,不能去
赤道坐标系的
十二辰中寻找
十二宫的客观依据,也不能去黄道坐标系的十二宫中寻找十二辰的客观依据。
其它相关
黄道十二宫
“黄道十二宫”(zodiac)一词来自
希腊语zodiakos。黄道途经了许多星座,总计为十三个星座,称为“黄道星座”。地球在黄道上自西向东运行,每年环“天”一周。在黄道上分布着十三个星座,它们是
白羊座、
金牛座、
双子座、
巨蟹座、
狮子座、
处女座、
天秤座、
天蝎座、
蛇夫座,
人马座、
摩羯座、
宝瓶座和
双鱼座。地球上的人在一年内能够先后看到它们。
古巴比伦人对这些星座进行了长期观测,通过观测定出了黄道,又把黄道分成12等份,每等份30度,称为1段。地球在12个月内绕黄道运行1周,因此它在黄道上每月运行1段。在古人看来,太阳是
阿波罗神,它休息的地方定然是金碧辉煌的宫殿,因此,他们就把黄道上的1段叫做1宫。这样,黄道上的12段便成了“
黄道十二宫”。黄道十二宫的名称与黄道附近的12个星座类似,即
白羊宫、金牛宫、双子宫、
巨蟹宫、
狮子宫、
室女宫、
天秤宫、
天蝎宫、
人马宫、
摩羯宫、
宝瓶宫和
双鱼宫。
虽然
黄道十二宫的名称与黄道附近的13个星座的名称相同,但它们有本质的差别。黄道十二宫表示太阳在黄道上的位置,宫与宫的大小是固定的。都是30度,太阳进入每一宫的时间基本上是固定的,每年3月21日前后太阳来到
春分点,进入白羊宫;6月22日左右来到
夏至点,进入巨蟹宫;9月21日前后来到
秋分点,进入天枰宫;12月22日左右来到
冬至点,进入摩羯宫。一个人在自己的生日时,太阳正好经过自己的星宫,所以一个人是不能在自己生日时看到自己所属星座的。
但是,2000年前的情况却不是这样,因为在太阳和月亮的引力作用下,
地球自转轴在天空不是固定地指向同一位置,而是在天空转圈子。这种现象叫做
岁差。由于岁差的原因,2000年前的上述4个时间太阳分别在白羊宫、巨蟹宫、
天秤宫和
摩羯宫。与
黄道十二宫不同,黄道附近的13个星座的大小不相同,例如双鱼座的宽度达49度,而巨蟹座的宽度只有21度;12个星座也不一定位于黄道上,而是分布在黄道两边各8度的区域。
黄道星座名称经过多次变迁,很多与神话有关,多数是以动物名称命名。
黄道带最早以黄道十二星座为标志,
被平均分成12份,称“黄道十二宫”,“宫”有“居住”之意,
是日、月、行星每走一段都要歇歇脚的意思, “黄道十二宫”划分法后来传到
古希腊、
古印度、
阿拉伯以及整个欧洲,在隋代传入中国。
黄道星座
地球是一个近似球形的天体,如果站在地球上看天空,天空也是一个球形(简称
天球),天上的星星就像是镶嵌在这个天球上的宝石。如果人们把浩瀚的宇宙看成一个天球的话,那么宇宙中的88个星座则把整个天球分成了北天球和南天球两大部分。根据每个星座的大部分面积是在北天或在南天,分别被称为
北天星座或南天星座。根据这种划分法,北天星座有28个,南天星座有48个,另外13个为黄道星座。
黄道经过88个星座中的13个,除了蛇夫座的一小部分之外,其余的黄道星座从春分点所在的双鱼座数起,它们是双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、
巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、蛇夫座,
人马座、摩羯座、
宝瓶座,统称为“黄道星座”。
黄道星座名称确实经过多次变迁,很多与神话有关,多数是以动物名称命名。
九大行星中,除了冥王星之外,
轨道倾角最大的是
水星,达7°,其余行星轨道倾角一般都在1°~3°之间,冥王星则超过17°。这表明,除了冥王星之外,其他所有行星不管它移动到了什么地方,它们在星空中的位置永远是在黄道两侧不远的天空范围内,它们经常在这个或那个黄道
星座里出现或经过,从不到其他星座里去。黄道两侧各8°,共16°宽的天区,被称为黄道。
黄道带是日月行星等
天体出没的场所,是它们经天而过的走廊。除了这种特性外,黄道星座的大小也是各不相同。最大的黄道星座是处女座,它所占天球上的面积为1294平方度,是整个天球面积41253平方度的1/32多。狮子座也是比较大的黄道星座,面积约947平方度。面积列在最后两位的黄道星座是白羊座和摩羯座,分别为441和414平方度。最小黄道星座的面积只及最大的1/3还不到。
黄道环天球一周为360°,可是13个黄道星座在东西方向上并非都一般长,有长有短。最长的是
室女座,在黄道上长44°,几乎是黄道全长的1/8;最短的是
巨蟹座,只有20°。
近代,由于
地轴运动周期和岁差的问题,蛇夫座已经从
赤道带星座进入黄道星座。
黄道星座日期
白羊座
4/19 --- 5/13
金牛座
5/14 --- 6/20
双子座
6/21 --- 7/19
巨蟹座
7/20 --- 8/09
狮子座
8/10 --- 9/15
室女座
9/16 --- 10/30
天秤座
10/31 --- 11/22
天蝎座
11/23 --- 11/29
蛇夫座
11/30 --- 12/17
人马座
12/18 --- 1/18
摩羯座
1/19 --- 2/15
宝瓶座
2/16 --- 3/11
双鱼座
3/12 --- 4/18
注意:黄道的十三个星座是属于天文学,日期也不是用来预测性格和运势的。
占星意义
在
古巴比伦时代,每年3月21日的
春分点(Spring Equinox)也正好是太阳跨入白羊座的时候,黄道带背后的
恒星群也不是固定的,他们只以非常慢的速度移动着,我们称为这样的移动现象为岁差(Precession),那时候黄道上只有十二个星座。在现代因为岁差、地轴运动的关系,蛇夫座泊入黄道,黄道上的
春分点也已经移到了
双鱼座。
希腊时代的占星家们早就发现这个问题,可是对古代的占星学家来说,春分这一天
牡羊座的起始点,是定义行星位置重要的坐标,如果不断的移动在判定行星位置上就会有相当程度的困扰,于是希腊罗马的占星与天文学家们决定仍维持着每年3月21日春分时刻,
昼夜平分点太阳位置作为黄道上牡羊座的起始点,并且将这样的黄道系统称为回归黄道(Tropical zodiac),不过,在印度的占星学家们坚持以天空中牡羊座的
恒星位置为黄道的起始点,这样的黄道计算方式称为恒星黄道(Sidereal zodiac)。
而天文学上对于黄道,则有更精密的区分方式,这也是为什么会引发后来的
十三星座和
十二星座争论,人们平时说的自己的星座一般指的是
占星学的那个。而你常常问别人是什么星座,在占星学的正确说法是,你出生时太阳位在黄道上的哪个星座,
欧美以及绝大部分你所接触到的占星师,都使用着回归黄道,但是如果你去找一位印度占星师他使用的可能就是恒星黄道。蛇夫座已经被「天文学家」列为黄道上的一个区域坐标,而且太阳经过每个星座的时间并不是像回归黄道固定,而且
印度占星学所使用的恒星黄道的确比较接近天文学的黄道位置。
黄道与赤道有23度26分的
交角(
黄赤交角);由于地球公转受到月砃和其他行星的摄动,地球公转轨道并非是严格的平面,即在空间产生不规则砄连续变化,这种变化包括多项短周期砄和一项缓慢的长期运动。短周期运动尧以通过一定时期内的平均加以消除,栈除了
周期运动的轨道平面称为瞬时平堇轨道平面。黄道的严格定义是:地月
质心绕太阳公转的瞬时平均
轨道平面?天球相交的大圆。黄道是天球上黄道带标系的基圈。