赫-罗图像恒星大家族的一幅“全家福”照片，使人们看到众多恒星分成了几个不同的群体，它们分布于赫-罗图上的一定范围。绝大多数恒星分布在从左上角至右下角的对角线附近，称为主星序，此序列中的星称为主序星，亦称矮星。另有较多的恒星分布在主星序的右上方，称为超巨星序和巨星序，其中光谱型属于K型和M型、颜色发红的称为红巨星。这个区域的星温度低而光度大，说明它们体积很大，“巨星”由此得名，有的超巨星体积相当于几万个太阳。位于主星序左下角的一群称为白矮星，它们颜色发白，温度高而光度小，说明其体积小，大约与地球差不多，“矮星”由此得名。我们的太阳的光谱型属于G2型，绝对星等为+4.83，位于主星序的中部。
（三）恒星的MK分类
赫-罗图告诉我们，对恒星分类不仅要根据光谱，还应考虑光度，因为同一光谱型的恒星又有光度大的巨星与光度小的矮星之分。
20世纪40年代，天文学家摩根和基南创立了恒星的MK分类。它是二元分类法，即按光谱与光度两个参量为标准对恒星进行分类。它把恒星的光度分为七个等级，并用罗马数字Ⅰ～Ⅶ来表示。Ⅰa代表最亮的超巨星，Iab表示亮超巨星，Ib表示亮度较低的超巨星；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ和Ⅶ分别表示亮巨星、巨星、亚巨星、主序星(矮星)、亚矮星和白矮星。由此可把光谱型与光度型结合起来描述一个恒星的光谱特性。例如，太阳为G2V，表示它是光谱型为G2的主序星，这样就可对恒星的情况有个大致的了解。
八、星表、星图、天文年历和星图软件
星表、星图、天文年历和星图软件是进行天文观测必不可少的工具，了解它们的内容并学会使用，将给你带来许多方便。
星表星表是恒星的“户口登记册”，它记载着恒星的各种数据，如位置、星等、色指数、光谱型等。刊载其他天体，如变星、星云、星团、星系、射电源、X射线源等的表册也叫星表，如变星总表、射电源表等。
目视星表中最重要的是德国天文学家阿给兰德于1863年出版的《波恩巡天星表》(简称BD)和1886出版的续表，两表共包含星等到9等的恒星457 847颗，赤纬从-23°～+90°。1964年出版的《亮星星表》(CBS)给出了9 091颗亮星的位置、亮度、光谱类别、自行、视差等，是天文爱好者的好帮手。天体测量用的星表，星的位置都可准确到0.01″，如第五基本星表(FK5)。现代星数最多的基本星表是博斯星表，它共包含有33 342颗恒星的赤经、赤纬和自行的数据。
丹麦天文学家德雷耶尔于1888年编的《星云星团新总表》(简称NGC星表)，汇集了7 840个天体，包括大量的星云、星团等延伸天体，其天体的命名和编号一直延用至今。
星图将天体在天球上的视位置投影在平面上所绘成的图就是星图。将天体的照片汇集而成的图叫做照相星图，美国天文学家编制的帕洛马星图及欧洲天文学家正在编制的南天星图，都是着名的照相星图。
使用星图可以帮助我们认星、找星，熟悉它们的星等和颜色。天文爱好者使用的星图大致分两类：
①活动星图：活动星图是这样制成的：将天球与地球的赤道相重合，天极与地极有一条共用的轴线，以极点为圆心，把天球上的恒星位置和地球某一指定纬度的地平坐标圈分别描绘在同尺度的两幅平面上，并把两幅图圆心对准。这种星图的优点是携带方便，使用简单，只要把月、日、时、分对准，就可以知道当时的星空图像。这种星图的缺点是星数太少，星的位置不太精确。
②全天星图：全天星图的星位准确，星数很多。在全天星图上，按照一定的年代(如历元2000.0年)标出每颗星在天球上的视位置(用赤经α和赤纬δ表示)和星等(用不同大小的黑点表示)，并用不同符号表示是双星还是变星等等。星图把天区按照赤经分成24个经区，按照赤纬每隔10°绘一个纬圈。一般有极区图及包括不同赤经、赤纬的分图。适于业余天文观测使用的星图有北京天文馆出版的《新编全天星图》、英国出版的《诺顿全天星图》(中译本名为《星图手册》)等。
拥有一册星图，就像旅游者手中拥有一份导游图，按图索骥便可纵情巡阅恒星大千世界。
天文年历天文年历是天文学家运用天体力学的理论推算的天文历书，其中列有每年的天体(太阳、月球、大行星和亮的恒星等)的视位置；这一年的特殊天象(日食、月食、彗星、流星雨和月掩星等)发生的日期、时刻以及亮变星的变化情况等。中国紫金山天文台每年编辑出版一本中国天文年历。《天文爱好者》杂志社编辑出版的《天文普及年历》是天文爱好者进行天文观测必备之工具书。
星图软件在现代天文观测中，由于计算机的广泛使用，借助于星图软件可使天文观测变得既方便又准确。
例如，利用EZC软件可随时为你展现出不同地区、不同时间的星空图像、月相，大行星视运动的轨迹，以及各种天体如大行星、星系、星云等的美丽图像；还可为你提供主要亮星的坐标、星等、方位、高度等参数，也可方便地进行时间等的换算。
（第四节）天文光学观测仪器
只是指望远镜吗？
天文光学观测的仪器系统
为了顺利地进行天文观测，必须了解天文观测仪器系统的组成，掌握观测仪器的性能。与观代天文观测有关的仪器极为丰富，鉴于天文爱好者的观测活动主要在光学波段进行，下面主要介绍与天文光学观测仪器有关的问题。
一、天文光学观测仪器系统
天文光学观测仪器系统主要由望远镜、辐射分析器、辐射探测器和计算机四部分组成。
望远镜的主要作用是收集天体的电磁辐射信息，并使之成像；辐射分析器的功能是对进入望远镜的电磁辐射信息进行分析处理，如进行分光或偏光分析，使人们能够获取所需要的信息；摄谱仪、干涉仪、偏振元件、滤光片等都是常用的辐射分析器。辐射探测器的作用是接收辐射分析器处理后的信息并以一定的方式记录下来，如照相底片、光电倍增管、CCD(电荷耦合器件)等。计算机的作用，一方面是发送控制信号指挥望远镜和分析器正常工作，另一方面是对探测器接收的电磁辐射信息进行实时处理，从而得到所需的观测结果。
二、天文光学望远镜
天文光学望远镜是最常用的天文观测仪器，了解与掌握它的性能和使用十分重要。
（一）天文光学望远镜的原理和结构
图4-7小型天文光学望远镜的外观和组成天文光学望远镜一般由光学系统和机械装置两大部分组成，图4-7以折射望远镜为例给出其外观的图形。天文爱好者常使用小型双筒望远镜，它价格便宜但精度较低。
望远镜的光学部分望远镜光学部分的主要构件是物镜和目镜。物镜是最核心的器件，它的作用是收集天体发来的光线，并使遥远的天体成像。由于它起着聚集光量的作用，显示着望远镜探测天体的能力，因此它的光学性能好坏对天文观测的效果至关重要。物镜的口径越大，收集星光的本领越强。目镜的作用是把物镜收集到的天体像放大并利于观测。
望远镜的机械装置望远镜的机械装置除了对镜筒起支撑作用的支架、平衡锤等部件外，最重要的是跟踪系统，它的作用是以地球自转的反方向带动望远镜运转，以保持镜头能始终对准被观测的天体，因此它必须满足望远镜有一定的指向精度和跟踪精度。现代的望远镜其操纵和跟踪装置都由计算机软件来控制。天文爱好者使用的小型望远镜最好也要有跟踪装置即转仪钟。
（二）天文光学望远镜的类型
天文观测中有不同类型的望远镜：物镜是透镜的叫折射望远镜，物镜是反射镜的叫反射望远镜，在反射镜前面加一块改正透镜则构成折反射望远镜等。
折射望远镜伽利略制作的第一台天文望远镜就是折射望远镜，它的物镜是一块凸透镜，其光路图如图4-8所示。后来的折射望远镜物镜多采用复合透镜，即由两块以上的透镜组成，以消除色差和球差。折射望远镜光力(物镜的口径D与焦距F之比)较小，镜筒长，适合于测定恒星的位置、运动等及作导星系统用。由于大口径的光学玻璃易受温度、压力影响而变形，而且玻璃对紫外光吸收很严重，因此，现代在设计下一代望远镜时已不再考虑折射望远镜系统。
折射望远镜光路图
反射望远镜第一架反射望远镜是牛顿发明制造的，其光路图如图4-9（b）所示。反射望远镜的物镜是反射镜，为了消除像差，一般做成抛物面或双曲面镜。与折射望远镜相比，反射望远镜的优点是没有色差，且可以使用大口径的玻璃材料，也可以采用多镜面拼镶技术；镜面镀铝或镀银后，对紫外及红外波段的辐射都具有良好的反射率，所以目前发展和设计的新型大望远镜都是反射望远镜系统。
反射望远镜可以工作在不同的焦点，从而具有不同的形式和特点：
图4-9反射望远镜的不同焦点。
(a)主焦点；(b)牛顿焦点；(c)卡塞格林焦点；(d)折轴焦点。
①主焦点系统图4-9（a）：在物镜的主焦点工作。由于光只经过一次反射，能量损失小，故可观测暗弱的天体。但因工作点处于光路之中，要求探测器等终端设备重量和体积要小。
②牛顿焦点系统图4-9（b）：在物镜外附加了一个平面反射镜将主镜的焦点折出镜外，以利观测。但因多了一个反射镜面，光损失较大，目前已很少使用。
③卡塞格林焦点系统图4-9（c）：利用主镜(抛物面镜)和副镜(凸的双曲面镜)，光经两次反射后从主镜中央的小孔穿出后成像，由于工作点在光路之外，可以方便地安装各类探测器等终端设备。
R-C系统是卡塞格林系统的改进型，其主镜、副镜分别为凹、凸的旋转双曲面镜，有较好的像质和较大的视场。
④折轴焦点系统图4-9（d）：物镜出射的光束通过一平面镜反射到极轴方向，因为天体绕极轴作周日视动，所以在望远镜跟踪天体转动时可在空间固定处获得天体的像，它可方便地在其后附加大型的终端设备如大型摄谱仪等。
