✔ 最佳答案
地球繞着「天極」自轉,天極是地球的「自轉軸」(地軸)向天球延伸後,在無窮遠處與天球交匯的兩個假想點。
夜空中的星星,看起來是從頭頂上由東向西移動,使人產生天球也在從東向西自轉的感覺,這是由於人觀測星空時是以地球為參考系的緣故;由於地球不是慣性系,是繞地軸持續自轉,因此相對觀測者而言會產生天球繞地軸自轉的錯覺。天球「自轉」周期與地球自轉周期一樣,皆為恆星時的24小時。
地軸延伸至無窮遠處與天球相交於兩點稱為天極。以地球為參考系時,觀測者會觀測到這兩個點是天球上唯一的一對不動的點,以此二點連線(即地軸)為基準軸,以地心為原點,以赤道平面為基準面,所建立的天球坐標系統,即是天球赤道座標系統,相應的二天極坐標的第三坐標(即赤緯)分別為分別是+90°(北天極)和-90°(南天極)。
對於天文攝影中的追蹤攝影,作為追蹤裝置的赤道儀必需先對準天極始能準確追蹤拍攝天體。
北天極的定位
現在在北天極附近存在一顆視星等為2等的恆星(小熊座α星,中國星名為勾陳一,又名北辰,緯度為+89° 15′51″,雖接近90度,但仍有0.7度的差),因而被稱為北極星(英文為Polaris,源自拉丁文「Pole Star」)。相對於北半球觀測者而言,北極星總在地平線上,其地平高度角與觀測者的地理緯度,幾乎可以認為一致。因此北極星成為在北半球野外旅行時定方位的有用指標,但只在北半球才能看見北極星。
事實上,北極星在北天極附近純屬巧合。估計他還有1,000年的時間能被稱為北極星,勾陳一成為北極星只是25,700年的歲差週期中的一小部分時間而已。在1,000年之後,仙王座少衛增八(仙王座γ)將成為離北天極最近的恆星(即北極星)。在大約西元7,500年之時,(仙王座α,中國星名為天鈎五)將成為北極星;在西元14,000年之際,織女星(天琴座α星)將成為北極星,但到時他離北天極仍有6°的距離。
南天極
在距南天極附近1°處有一顆可作為南極星的暗星:南極座的南極座σ。但其視星等為5.5等,即使在晴朗的夜晚也不易被看見,因此不足以作為標示南天極的指極星,所以沒有南極星,亦因此尋找南天極位置亦有一定難度。
通常有以下三種方法尋找南天極:
南十字座
南十字座是南半球較容易見到的星座之一,南十字座與半人馬座南門二(半人馬α)與馬腹一(半人馬β)能助我們找到南天極。先畫一條假想的線穿過南十字座長軸上的十字架一(南十字γ)與十字架二(南十字α),並繼續向南延長。當長度為這兩顆星距離的4.5倍時,或是想像在南門二和馬腹一連線上畫一條中垂線,直到這條線與先前來自南十字座的線相交匯,交點就是南天極所在位置。
老人星和水委一
第二種方法是使用全天第二亮的老人星(船底座α)和水委一(波江座α)。利用這兩顆星作為等邊三角形的兩個頂點,兩顆星的連線作為一個巨大的正三角形的一個邊,那麼假設的第三個角就是南天極,但這方法只能確定大概位置。
麥哲倫雲
第三種方法只能在沒有月光與雲的夜晚來使用,因為要利用的是在南半球光度不是很亮的兩個麥哲倫雲。它們在天文書籍中分別被標示為大麥哲倫雲和小麥哲倫雲,他們在當地土著中被稱為「brolgas」(即西方人稱之天鵝),麥哲倫雲其實是緊挨著我們銀河系的兩個不規則伴星系,同屬於本星系團;跟以老人星和水委一確定天極的方法作一個正三角形,那麼假想的第三個角就是南天極。
上述三種方法中,第二第三種方法其實會在天球上確定兩個點(根據兩點在一個平面上作正三角形,有兩種做法),對於不太熟悉星空的天文愛好者來說最好有活動星圖加以確定。