专业天文研究工具入门:查天体、算星历与读文献
在星图上认出一个星系之后,很多人会好奇它离我们多远,有谁研究过它。职业天文学家日常使用的数据库和软件,绝大部分对公众免费开放,用浏览器就能查,动手门槛比想象中低。
查天体:SIMBAD、NED与VizieR
SIMBAD由法国斯特拉斯堡天文数据中心维护,收录了大量银河系内外天体的名称、坐标、星等、光谱型和相关文献。输入一个名字,比如某颗恒星的星表编号,它会列出这个天体的各种别名,这在不同星表互相对照时很有用。
NED是NASA的河外天体数据库,侧重星系、类星体这类银河系以外的目标,可以查到红移、距离估计和多波段测光。VizieR则是星表的集合,各类巡天和论文发表的数据表都能在里面按坐标或条件筛选下载。
看影像:Aladin
Aladin是一个交互式的天图浏览器,可以调出各大巡天项目的影像,在可见光、红外等不同波段之间切换比对,还能把星表的位置标记叠加上去。它有桌面版,也有直接嵌在网页里的轻量版。
在本站在线星图里找到一个目标后,再去Aladin看同一片天区的巡天影像,能直观感受到肉眼、小望远镜和大型巡天之间的差距。
算位置:JPL Horizons与小行星中心
JPL Horizons是NASA喷气推进实验室提供的星历系统,覆盖行星、卫星、小行星、彗星和不少航天器。设定观测地点和时间范围后,它会给出目标的赤经赤纬、距离、亮度和高度角,想核对天象日历里某次行星合月的细节,用它算一遍很直接。
小行星中心MPC负责汇总全球的小行星和彗星观测,发布轨道根数和新发现公告。业余观测者拍到小行星后也可以提交位置测量,前提是按规范拿到观测站代码。
Gaia、文献与公开影像档案
欧洲空间局的Gaia档案提供了海量恒星的位置、视差和自行数据,可以用来估算恒星距离、研究星团成员。NASA ADS是天文文献检索系统,期刊论文和预印本都能查,还能看到一篇论文被谁引用。
ESO和哈勃的官网有大量处理好的公开图像,适合欣赏和科普使用。需要原始数据时,可以去MAST档案,哈勃等空间望远镜的观测在保护期结束后都能下载。
从Astropy开始动手
想把这些数据真正用起来,Python是最常见的入口。Astropy提供坐标转换、时间系统、单位换算和FITS文件读写,astroquery可以在代码里直接查询SIMBAD、VizieR、MAST等数据库。比较顺手的学法是先定一个具体问题,比如画出某个疏散星团成员星的自行分布,再顺着问题去查文档和例子。
常见问题
这些数据库需要付费或者机构账号吗?
文中提到的数据库和软件都对公众免费开放,大部分查询不用注册。个别服务在批量下载或保存查询记录时需要建一个免费账号。下载的数据用于发表时,按各数据库的说明注明来源即可。
完全不会编程能用吗?
可以。SIMBAD、NED、Horizons和ADS都有网页查询界面,填好表单就能得到结果,Aladin也是图形界面。编程主要在需要批量处理数据、画图或做统计时才用得上,可以等有了具体需求再学。
查到的天体距离为什么各个数据库不一样?
距离往往由不同方法得出,比如视差、红移或标准烛光,每种方法的误差和适用范围不同。数据库会列出多个测量值和对应文献,看的时候注意误差范围和测量方法,不要只取一个数字。