靠近北天極的恒星圍繞北極星（勾陳一）旋轉(zhuǎn)。攝于加利福尼亞州東部內(nèi)華達(dá)山脈。 瓦赫佩魯米安

作為一名空間科學(xué)家，每次我與家人外出時，都會告訴孩子們抬頭仰望天空。我家正門朝向東南，冬夜初臨、天色漸暗之時，獵戶座便雄偉地懸掛在東南方低空。

一個夏夜，我兒子跑進(jìn)來，興奮地喊道：爸爸，獵戶座不見了那一刻，他迎來了人生中第一堂真正的天文課。

我們走到戶外，我讓他尋找北斗七星——這個由七顆明亮恒星組成的、易于辨認(rèn)的星群，屬于大熊座的一部分。我提醒他，只要天氣晴好、光污染不嚴(yán)重，無論一年中的哪個季節(jié)，只要朝向北方天空，通常都能看到北斗七星。

因此，獵戶座并非始終可見于夜空，且其在夜空中的位置逐月發(fā)生變化；而北斗七星卻始終可見。這一現(xiàn)象與若干天文概念密切相關(guān)：天文學(xué)家如何測定一天的長度、地球在一年中繞太陽的公轉(zhuǎn)運動，以及恒星每日升落的規(guī)律性變化。

恒星時

如果你在連續(xù)兩個夜晚的同一時刻向東眺望，會發(fā)現(xiàn)恒星似乎停留在相同的位置。但實際上并非如此，若持續(xù)在同一時刻觀測一周或更長時間，這種移動便會顯現(xiàn)出來。地球繞自身軸線的每日自轉(zhuǎn)與其繞太陽的年度公轉(zhuǎn)共同導(dǎo)致了恒星在天空中位置的視運動。

地球繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，該軸從南極點穿過地心延伸至北極點。天文學(xué)家以兩種方式測量一天：一種是太陽日，即以太陽連續(xù)兩次經(jīng)過當(dāng)?shù)卣戏剑ㄉ现刑欤┑臅r間間隔為基準(zhǔn)，長度為24小時；另一種是恒星日，即以遙遠(yuǎn)且視作固定不動的恒星為參考系所測得的地