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天體（astronomical object，也稱為celestial object），是指宇宙空間的物質存在形式，即宇宙空間各種星體的總稱。根據各種天體的不同形成、演化和性質，人們分別把它們分為恒星、行星、衛星、星團、星云、星系等。

天體的觀測方法和距離測量方法多種多樣，包括視星等、三角視差、視向速度法等。

2022年7月12日，美國國家航空航天局（NASA）在其官網正式公布了詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的一批宇宙全彩色照片。它們是韋布空間望遠鏡升空半年多來所發布的首批照片。

定義

天體是指宇宙空間的物質存在形式，即宇宙空間各種星體的總稱。

已知的天體有星系、行星、衛星、恒星、星云、黑洞、彗星、流星體、星際氣體和星際塵埃等各種自然物體。它們被廣泛存在于宇宙的不同區域，通過不同的觀測手段，如紅外、紫外、X射線等，人類能夠觀測和研究這些天體。

相關歷史

觀測歷史

史前時代

在史前時代（從人類出現開始到公元前4000年奴隸制產生以前的原始社會時期），由于光污染較少，人們能夠看到非常暗的星光，包括一些深空天體。

深空天體中最顯著的當然是銀河星系，然而人們不會將它計算在內。同樣的，也不會考慮最顯著的“移動”星團：大熊座星團，這個星團是由著名的“北斗七星”中的大部分恒星組成的，構成了大熊座中最顯著的部分。

一些明亮的星團一定也是很早就被人知道了，甚至比有記載的歷史還要早。其中包括金牛座中的昴宿星團（M45）和畢宿星團，它們在肉眼中也很顯著（比如最早關于昴[mǎo]星團的確切記錄是大約公元前1000到700年的Hesiod（赫西俄德）留下的）。

在南半球，兩個麥哲倫星系（LMC -- 大麥哲倫星系，和SMC -- 小麥哲倫云）也在很早以前就被發現了，只是南半球沒有多少古代記錄被保存下來。

古代天文學家對天體的觀測

亞里士多德（亞里斯多德）很可能在公元前326年左右就對疏散星團M41做了古代的觀測記錄；這使得這個星團成為古代觀測記錄中的最暗天體。按照Burnham（伯納姆）的說法，根據P. Doig（多伊格）在1925年引用的一份J.E. Gore（戈爾·維達爾）寫的聲明，Aristotle有可能在那一時期也觀測到了天鵝座的M39，將其描述為“彗星狀天體”。

Aglaonice（阿格萊奧妮絲，也被稱為色薩利的Aganice），被認為是古希臘第一位女天文學家。在普魯塔克和羅得島的阿波羅尼烏斯的著作中，她被提到是色薩利的赫格托爾的女兒或赫格蒙的女兒。她被認為是女巫，因為她有能力讓月亮從天空中消失，這意味著她可以預測月全食發生的時間和大致區域。許多女性占星家，顯然被視為巫師，與Aglaonice有關。他們被稱為“色薩利的女巫”，活躍于公元前1世紀至 3 世紀。

喜帕恰斯（伊巴谷），著名希臘天文學家，公元前146年到127年在Rhodes進行觀測。他是第一位編寫星表的天文學家；他在公元前134年觀測到了一顆出現在天蝎座的“新星”，可能是這件事促使他編寫了星表。在他的星表中包括了兩個“云霧狀天體”，鬼宿星團（M44）和英仙座的雙星團，后者現在被稱為英仙座h+chi（NGC 869+884，不在Messier星表中）。

Ptolemy（托勒密），在他于公元127-151年編寫的Great Syntaxas中（通常被稱為天文學大成（Almagest）），列出了7個天體，其中3個是一般的星官，并非物理的天體，2個是從Hipparchus那里繼承過來的（M44和英仙座雙星團），另外 2個是全新的：一個是位于“天蝎座毒刺后面的星云”，現在被認證為顯著的疏散星團M7，它被一些現代的作者提議命名為“托勒密星團（Ptolemy's Cluster）”，另一個則是后發星團，現在被編為Melotte 111（但是不在Messier星表中）。

第一個被發現和記錄下來的真正的“星云”天體是仙女座星系（M31），在公元905年左右被觀測到，在公元964年被波斯天文學家Al Sufi記錄在他的《恒星之書（Book of Fixed Stars）》中。他還提到了一個“云霧狀恒星”，位于船帆座Delta星的北側超過2度的地方，這也是個相當顯著的疏散星團IC 2391，船帆座Omicron。書中還包括了Ptolemy的6個天體，以及狐貍座中一個新的“星宿”（事實上是衣架星團，Collinder 399，也被昵稱為“衣架星團”），因此他一共記錄了9個天體。

與這里提到的其他深空天體不同，在公元1054年7月4日，中國北宋的天文學家觀測并且記錄了一顆超新星的爆發；這顆超新星創造了蟹狀星云（M1），它是最有趣的深空天體之一。

望遠鏡的引入

此后一直沒有發現新的深空天體，直到1519年，Magellan（麥哲倫）報告說看到了一大一小兩個麥哲倫星系。這使得1609年伽利略·伽利萊（伽利略）將望遠鏡引入天文以前，被人們觀測到的深空天體總數達到了11個，盡管當時Al Sufi的工作還不被大多數人知道。通過望遠鏡，伽利略發現鬼宿星團（M44）不是星云，而是星團。

Nicholas-Claude Fabri de Peiresc（佩雷斯克，1580-1637年）在1610年發現了第一個真正的星云，獵戶星云M42，這也是第一個用望遠鏡發現的深空天體。天主教會天文學家J.-B. Cysatus（1588-1657年）在1611年獨立發現了M42，但在很長一段時間內，這個天體并不為大眾所知。此后不久，1612年，Simon Marius（1570-1624年）發現了（獨立地重新發現）仙女座星系（當時的仙女座星云，M31）。

Montechiaro（蒙特基亞羅）公爵的宮廷天文學家Giovanni Battista Hodierna（喬瓦尼·巴蒂斯塔·霍迪爾納，1597-1660）編寫了一份包括40個條目的星表，這些都是他用簡單的放大20倍的伽利略式折射鏡發現的，其中包括19個真正的云霧狀天體，這份星表于1654年在Palermo（巴勒莫，現意大利西西里島地區的首府）發表。但這段歷史長期被人遺忘，直到1980年代初期才被重新發現（由G. Foderà Serio，L. Indorato，和P. Nastasi發表在the Journal of the History of Astronomy，第45卷（1985年2月）和第50卷（1986年8月）上）。這份星表中包括了獨立重新發現的仙女座星云（M31），獵戶座大星云（M42），以及Brocchi星團，首次描述了英仙座Alpha移動星團，還至少包括了9個（很可能是13個，甚至可能是15個）真正由他發現的天體：確定由他發現的天體有蝴蝶星團，M36，M37，M38，M41，M47，NGC 2362，NGC 6231，以及NGC 6530（與礁湖星云M8聯系在一起的星團）；很可能由他發現的有M33，M34，NGC 752，以及NGC 2451，可能由他發現的有NGC 2169和NGC 2175。

Christiaan Huygens（克里斯蒂安·惠更斯）在1656年獨立地重新發現了獵戶座星云M42，這一發現使這個天體廣為所知；他還發現了位于這個星云內部的獵戶座四合星中的三顆恒星。

來自Dantzig的Johan Hevel（或者Hevelke，更為熟知的名字是Hevelius（約翰·赫維留），1611-1687年）編寫了一份包含1564顆恒星的星表—《Prodomus Astronomiae》，和他的星圖《Uranographia》一起在他死后發表。他還總結了一份包含16個條目的列表，其中2個是真正的天體（仙女座星系 M31和鬼宿星團 M44），其他14個都是星官或者根本不存在。Derham（德勒姆）和Messier（梅西耶）花了大量時間去尋找這些“星云”；Messier相信他認證出了其中一對位于大熊座的雙星（即M40，截至2004年10月，人們認為他認出的很可能不是Hevelius看到的那對雙星）。Hevelius還是第一個看見M22的人，但是通常人們認為人類最早知道的球狀星團是在1665年由Abraham Ihle（亞伯拉罕·伊勒）發現的。

在John Flamsteed（約翰·弗拉姆斯泰德，1646-1719年）發表于1712年，并在1725年修訂的星表《不列顛星表（Historia Coelestis Britannica）》中，提到了幾個“星云”和“云霧狀恒星”。其中大部分是當時已知的天體（后發星團Mel 111，英仙座h與chi雙星團，M31，M42），還有3個獨立發現的天體，包括重新發現的不為人知的Hodierna天體NGC 6530（與M8相聯系的）和M41，以及一個他自己首先發現的天體，麒麟座12號星周圍的NGC 2244（與玫瑰星云NGC 2237-9相聯系的星團，兩者都不在Messier星表中）。

Gottfried Kirch（戈特弗里德·基爾奇，1639-1710年），柏林科學院首席天文學家，以他對恒星和彗星的觀測而聞名，他在1681年發現了M11。

Maria Winkelmann（瑪麗亞·溫克爾曼）是德國天文學的先驅。1702年，她發現了M5，成為發現新彗星的第一位女性，但她的丈夫Gottfried Kirch（即M11的發現者）以自己的名義發表了這一發現，直到多年后才公開宣布，她才是這顆彗星的真正發現者。然而，Winkelmann在那個時代仍然是公認的有成就的科學家，她對太陽黑子、北極光和彗星的研究和觀察也受到了高度評價。她還曾在改善柏林科學院的工作中發揮了積極作用，但是幾年后，柏林科學院卻開始把矛頭指向了她。當她在柏林天文臺為她兒子做助手時，科學院成員抱怨她的工作太過突出，迫使她退休——在1716年結束了她46歲的天文學生涯。

Edmond Halley（哈雷）（1656-1742年）在1715年的皇家學會《Philosophical Transactions》上發表了一份包含六個“光點和光斑”的列表，其中包括了他自己發現的球狀星云半人馬座Omega（1677年在Helena峰旅行時發現）和M13（1714年發現），還有之前已知的天體M42，M31，M22，和M11。

Jean-Jacques Dortous de Mairan（邁蘭，1678-1771年），在1731年以前，發現了獵戶座大星云北側一顆恒星周圍的星云狀物質，后來成為了大家所熟知的M43（這個發現于1733年發表）。此后不久，John Bevis（約翰·貝維斯，1695-1771年）發現了蟹狀星云M1。他還創作了一份星圖，他自己稱之為英國星圖（Uranographia Britannica），完成于1750年，但是由于出版商的破產，只有一到兩本印刷本被制作出來，其中附帶的星表也從未發表過。由于Messier在對M1，M11，M13，M22，M31，以及M35的描述中，曾經多次提到“英格蘭星圖（English Atlas）”，可以推測他應該是得到了星圖的拷備。奇怪的是，Kenneth Glyn Jones（肯尼斯·格林·瓊斯）卻將M35的發現歸功于1746年的de Cheseaux，盡管在這之前Bevis似乎就已經看見它了，因為它出現在他的星圖之中。

William Derham（威廉·德勒姆，1657-1735年）在1733年的皇家學會《Philosophical Transactions》中公布了一張包含16個云霧狀天體的列表，其中的14個來自于Hevelius的星表，其余兩個來自Halley的列表。其中只有2個天體是真實的（M31和M7），其他的不是不存在，就是無趣的星宿，這些假天體迷惑著其他使用這張列表的天文學家們（包括Messier在內）；這張列表在1734年法國科學院《論文集》中再次發表，并且于1742年被收錄在de Maupertuis的《Discours sur la Figure des Astres》一書中。

大約在1746年，Philippe Loys de Chéseaux（菲利普·洛伊斯·德·謝索，1718-1751年）觀測到幾個星團和“云霧狀恒星”，將它們的位置編成了一份星表。按照Kenneth Glyn Jones以及《Webb協會深空觀測者手冊（Webb Society Deep-Sky Observer's Handbook）》，第3卷（疏散和球狀星團）的說法，其中的8個是首次發現的天體：IC 4665 (第2號，不確定），NGC 6633（第3號），M16（第4號），M25（第5號），M35（第12號，但是參看John Bevis那段的評論），M71（第13號），M4（第19號），和M17（第20號）。此外，他還獨立地重新發現了M6（第1號），NGC 6231（第9號）和M22（第17號）。de Cheseaux將列表交給了Reaumur（雷奧米爾），并且由他在1746年8月6日法國科學院中公布，但這份列表沒有以其他的形式發表過。這份星表直到1884年在Bigourdan對其進行調查研究之后，才開始被更多的人知道。除了觀測天空中的云霧狀光斑之外，de Cheseaux還可能是第一個用公式表達出奧伯斯佯謬（Olbers' paradox）的人。

Jean-Dominique Maraldi（馬拉爾蒂二世，1709-1788年），發現了兩個球狀星團：M15（于1746年9月7日發現）和M2（于1746年9月11日發現）。

Le Gentil（勒讓蒂爾，全名為Guillaume-Joseph-Hyacinthe-Jean-Baptiste Le Gentil de la Galaziere，1725-1792年）在1749年10月29日發現了M32，仙女座星系的伴星系。他還在那一年發現了氣體星云M8，即礁湖星云（這個星云中的星團之前已經被Flamsteed發現了，參見前文），還可能發現了球狀星團NGC 6712。他還獨立地發現了Hodierna天體M36和M38。

Abbe Nicholas Louis de la Caille（即Lacaille，拉卡耶，1713-1762年）于1751-1752年旅行到南非，并且在那里觀測了南天的恒星和深空天體，創造了幾個南天星座（其中的大部分仍在使用），編寫了包含42個條目的南天深空天體表，其中33個是真實的天體。它們之中的25個是首次發現，至少有兩個是獨立地重新發現的天體。Lacaille首先發現的天體主要包括船底座ⅩEta星云NGC 3372，球狀星團NGC 104（NGC 104），大麥哲倫云中的蜘蛛星云NGC 2070，以及旋渦星系 M83，這是第一個被發現的本星系群以外的星系，也是Charles Messier（梅西耶）（1730-1817）開始編寫他的星表之前發現的最后一個深空天體。

梅西耶星表

1764年，Messier發現了M3，這是第一個由他首先發現的深空天體。此后的十多年里，Charles Messier獨自一人尋找著星團和云霧狀天體。在此期間，他發現了27個天體，其中25個是真正的深空天體（其余兩個天體是天淵三的星云M24和雙星 M40）。

此后一直到1781年，Messier獨立地發現了另外18個云霧狀天體（17個深空天體，加上一個四合星M73），使得他首先發現的天體總數達到43個，還有另外20個天體是共同發現的。

1774年底，Johann Elert Bode(波德，1747-1826年）成功地加入到尋找新云霧狀天體的隊伍中來，他在這一年的最后一天（12月31日）發現了波德星系和M82，后來還發現了另外三個天體（1775年發現M53，1777年發現M92，1779年獨立發現黑眼星系）。Bode編寫了一份包含75個條目的深空天體星表，于1777年發表在1779年《天文年歷（Astronomisches Jahrbuch）》上，標題為《迄今發現的云霧狀恒星和星團總表》。然而，按照Kenneth Glyn Jones的說法，這張列表中充斥著大量從Hevelius和其他人那里收集來的不存在的天體和星宿；它只包含了大約50個真實的天體。他后來發現的兩個天體，M92和M64，在1779年底被發表在1782年的年歷（Jahrbuch）上。另兩個由Bode獨立共同發現的天體，M48和IC4665，被公布在他的星圖和星表——《Vorstellung der Gestirne》中，發表于1782年。

1779年，當Messier和Bode仍然積極編寫他們的星表時，另外五個天文學家也帶著成功的深空天體發現加入其中：圖盧茲的Antoine Darquier de Pellepoix（Darquier，達奎爾，1718-1802年）在1月發現了環狀星云M57，比Messier稍早一些；他們都是在追蹤彗星（1779年Bode彗星）時發現它的。英國天文學家Edward Pigott（愛德華·皮戈特，1753-1824年）在1779年3月23日發現了M64，只比Bode（1779年4月4日）早了12天，比Messier在1780年3月1日獨立地發現它早了將近一年。曾在1772和1778年間（因此可能比Bode更早）獨立地發現M81和M82的Johann Gottfried Koehler（或K?hler，1745-1801年）最遲在這一年，發現了M67，1779年4月11日，在追蹤1779年Bode彗星時，發現了M59和M 60。當Messier在這一天區另外發現了M58時，Barnabus Oriani（巴納巴·奧里亞尼，1752-1832年）第一個發現了M61。Koehler在1779年發表了一份含有20個條目的星表。最后，Messier的朋友Pierre Méchain（梅襄，1744-1804年）開始了他的天文觀測生涯，在1779年6月14日發現了M63，這是第一個由他首先發現的天體。隨后，Mechain發現了約25個首次發現的天體，由于他與Charles Messier在觀測方面的密切合作，這些天體中的大部分列入了Messier星表之中。由于他確實將他所有的發現都告訴給Messier，因此1947年Helen Sawyer-Hogg決定將其中的另外三個天體也加入到Messier星表中（M105到M107）。

作為深空發現史上的一塊重要的里程碑，包括103個天體的Messier星表最終版本于1781年發表在1784年的法國天文年歷（Connaissance des Temps）上。一些Messier個人筆記以及Mechain在1783年5月6日給Bernoulli的一封信中提到天體被擴充到Messier星表中。使天體總數達到110個，全部都是真實的天體（盡管有4個天體曾經失蹤了超過一個世紀，還有一些關于M102的爭論，截至2004年10月都沒有定論）。星表中包括了1782年4月以前被人發現的大部分星云，星團和星系，其中M107是Messier天體中最后一個被發現的天體（由Pierre Mechain發現）。

赫歇耳家族的大規模觀測

Messier星表給德-英天文學家Friedrich Wilhelm (William) Herschel（威廉·赫歇耳）（1738-1822年）留下了深刻的印象，當時他因為在1781年發現了海王星而逐漸出名。1781年12月7日，Herschel從他的朋友William Watson那里得到了一份Messier星表的副本。當時他還是Bath的一名風琴演奏家（直到1782年5月他才放棄這一工作）和一名熟練的望遠鏡制造者。他在1789年8月28日組裝起一架48英寸口徑，40英尺焦距的巨型望遠鏡（利用這架鏡子觀測的第一天，他就發現了土星的一顆新衛星，土衛二），并且利用這架望遠鏡在英國可見的天區內（即北天）展開了大泛圍的搜索。Herschel分三步發表了包含2500多個天體的星表，其中大部分都是真正的深空天體。他使用的是當時最好的望遠鏡，因此完全沒有競爭者。他的觀測是在他妹妹Caroline Lucretia Herschel（卡羅琳·赫歇耳）（1750-1848年）的幫助下完成的，她自己也是一位熱情的觀測者，她發現了Herschel星表中的許多星團和星云（其中包括了獨立重新發現的M110，即H V.18，Messier在10年前發現過的天體，但沒有被編入星表中；以及獨立重新發現的丟失的Messier疏散星團M48，即H VI.22），還發現了8顆彗星。

William（和Caroline） Herschel事實上在1800年前后就將北天幾乎全部的天體都發現了。但南半球的天區還等著人們去探索，James Dunlop（詹姆士·鄧祿普，1795-1848年）在南半球進行了Lacaille之后的首次大規模觀測。他和Thomas Makdougall Brisbane爵士（位于Paramatta的Brisbane天文臺（1823-1827）的擁有者）一起在1821年來到了澳大利亞的新南威爾士州，在那里編寫了一份星圖（布里斯班星表（Brisbane Catalog），包含南天7000多顆恒星）。他將當時發現的深空天體編成了一份包含629個條目的《新南威爾士觀測的南天星云星團表》。這份星表被交給William的兒子，John Herschel（約翰·赫歇耳），并由他在1827年在皇家學會中公布。由于這項工作，Dunlop獲得了皇家天文學會的金獎，以及法國科學院的Lalander獎。然后，這些獎項并不能掩蓋他星表中大量“不存在”的天體，以及對天體的糟糕描述，以至于后來幾乎無法確切地認證它們：只有大約一半的條目可以與真實的天體相聯系。

John Frederick William (John) Herschel(約翰·赫歇耳）（1792-1871年)繼承了父親的工作，在1833年出版的星表中增加了525個新條目（北天天體）。但是John Herschel也想編寫南天星表，1833年11月13日，他和他的家人登上了開往南非好望角的客輪。于1834年3月4日抵達目的地。在接下來的日子里，他著重研究南天星空。他將觀測到的南天云霧狀天體編寫成了一份包括1713個條目的星表，在1847年發表。他將他和他父親的發現，以及其他人發現的深空天體編進了他的那份包含了5000多個條目的總星表（General Catalogue）中。

近現代發現

William Huggins（威廉·哈金斯，1824-1910年）使用光譜分析術，在1860年代證實了某些星云實際上是氣體云，而不是恒星。他的研究奠定了天體物質的光譜分析基礎。而愛德溫·哈勃空間望遠鏡在1920年代利用望遠鏡觀測星系，發現星系實際上是類似于我們自己的銀河系的獨立天體，將宇宙視為一個由無數個星系組成的“島宇宙”。

當地時間2022年7月8日，美國航空航天局（NASA）公布了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡太空望遠鏡(JWST)拍攝到照片的首批天體名單，包括星系、星云和太陽系外氣態巨行星。分別是：船底座星云（Carina Nebula）、WASP-96b、南環星云（Southern Ring Nebula）、史蒂芬五重星系（Stephan’s Quintet）、SMACS0723。 2022年7月12日，美國國家航空航天局（NASA）在其官網正式公布了詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的首批天體影像（含船底座星云、南環星云等），它們是韋布空間望遠鏡升空半年多來所發布的首批照片。

2023年1月，據美國航空航天局（NASA）消息，詹姆斯·韋布太空望遠鏡首次發現了一顆圍繞恒星運行的太陽系外行星。這顆行星正式編號為LHS 475 b，位于距離地球41光年的八角星座，其大小幾乎和地球相同，是地球直徑的99%。

2023年6月，中國科學院國家天文臺趙剛研究員帶領的國際團隊在銀暈恒星中發現了第一代超大質量恒星（超過100倍太陽質量）演化后坍[tān]縮形成的對不穩定超新星存在的化學證據。

觀測手段

為了能夠更準確地確定天體在天球上的位置，中國古代的天文學家們一直致力于探索新的觀測技術。西漢天文學家落下閎根據渾天說制造了渾儀，經過歷代觀測者多番改進，一直到元代天文學家郭守敬徹底改變渾儀的結構，創制了簡儀。

隨著觀測技術的進步，人們開始使用望遠鏡來觀測天體。十八世紀，法國天文學家Charles Messier發布了一份包含103個深空天體的星表，為深空天體的研究奠定了基礎。這個星表主要包括星云、星團和星系等天體。

光譜分析術和照相術的出現，讓人們開始揭示星體的真實面貌。在19世紀末和20世紀初，英國的William Huggins和美國的Edwin Hubble（愛德溫·哈勃）等科學家通過光譜的研究和觀測，在1860年代至1920年代之間揭開了天體的本質。

20世紀以來，隨著射電望遠鏡、衛星和太空探測器的運用，天文學研究取得了長足的進展。人類可以通過射電波段觀測到宇宙中的射電源，揭示了更廣闊的宇宙圖景；探測器的發射讓人類可以近距離觀察行星、彗星和星系等，獲取更詳細和精確的數據。

2021年12月25日，詹姆斯·韋布太空望遠鏡從法屬圭亞那庫魯航天中心發射升空，2022年1月24日順利進入圍繞日地系統第二拉格朗日點的運行軌道，并于7月12日正式公布了其拍攝的一批宇宙全彩色照片。詹姆斯·韋布空間望遠鏡是由美國航空航天局與歐洲航天局、加拿大航天局聯合研究開發，是NASA建造的迄今最大、功能最強的空間望遠鏡，其主鏡直徑6.5米，由18片巨大六邊形鏡片構成；配有5層可展開的遮陽板，被認為是哈勃空間望遠鏡的“繼任者”。

2022年8月，在太原舉行的第二屆中國空間科學大會上，來自中國科學院國家天文臺的研究人員發布了EP-WXT探路者的首批在軌實測結果，發布EP-WXT探路者觀測到的首批天體寬視場X射線圖像和能譜，這是國際上首次獲得并公開發布的寬視場X射線聚焦成像天圖。該設備是愛因斯坦探針（EP）衛星寬視場X射線望遠鏡（WXT）的一個實驗模塊，于北京時間2022年7月27日搭載由中科院微小衛星創新研究院抓總研制的空間新技術試驗衛星（SATech-01）發射升空。單次觀測即可覆蓋整個星系，同時探測到包含黑洞和中子星的多個X射線源。通過未來更多的觀測，寬視場望遠鏡將能高效地監測天體的X射線光變，預期將發現新的暫現源。

天體觀測

天體的星等是用來表示其明暗程度的一種天文學的指標。星等分為視星等和絕對星等兩種類型。

視星等

天體的亮度是用星等來度量的，按習慣上的規定，1等星比6等星亮100倍，所以，1等星必定比2等星亮2.512倍，2等星必定比3等星亮2.512倍，依此類推。天體的星等n與其亮度I有下面的關系：

此星等對應著天體的視亮度，故叫作視星等。

絕對星等

由于天體的亮度與距離的平方成反比，距離遙遠的高光度天體與距離近的低光度天體可能有相同的視星等，所以為了比較恒星亮度的真實差異，而規定在10pc（10秒差距）的距離來比較天體的亮度，即將天體在10pc處的視星等定義為絕對星等，用N表示。絕對星等反映了天體的光度。

絕對星等越小（包括負數），天體的光度越大。絕對星等數每相差1，恒星的光度差約為2.512倍。需要注意的是，太陽距離地球非常近，其視亮度很高，但其絕對星等只約為4.75。

坐標

天球

天球是一個圍繞地球的假想球體，代表從我們星球上看到的整個天空，從地球上可見的所有天體都投影到球體上。當地球自轉時，恒星和其他物體似乎在天球上移動。

地平坐標系

地平坐標系以觀測者所在地為中心點，所在地的地平線作為基礎平面。它使用兩個主要坐標：高度角和方位角。

赤道坐標系

赤道坐標系描述了天體相對于天赤道的位置。它使用兩個主要坐標：赤緯和赤經。需要注意的是，由于赤道坐標系的基本平面（赤道面）和主點（春分點）因歲差、章動而隨時間改變，天體的赤經和赤緯也隨之改變。此外，地球上的觀測者觀測到的天體的坐標也因天體的自行和觀測者所在的地球相對于天體的空間運動和位置的不同而不同。

黃道坐標系

黃道坐標系描述了天體相對于黃道的位置。它使用兩個主要坐標：黃緯和黃經。

以上內容參考來源：

位置

站心位置

某一時刻，地面觀測者觀測到的天體位置在做了蒙氣差改正后得到的天體位置，參考于該時刻的真赤道坐標系。

視位置

某一時刻假想的地心觀測者所見天體的位置，參考于該時刻的真赤道坐標系。即該天體的站心位置做了周日光行差、周日視差改正后得到的坐標位置。

真位置

某一時刻天體相對于太陽系質心的位置，參考于該時刻的真赤道坐標系。即該天體的地心視位置進行了周年光行差、周年視差改正以及光線彎曲改正后得到的坐標位置。

平位置

某一時刻天體相對于太陽系質心的位置，參考于該時刻的平赤道坐標系，即天體的真位置作了章動改正后得到的坐標位置。

距離測量

地球上的觀測者至天體的空間距離、不同類型的天體距離遠近之間相差十分懸殊，測量的方法也各不相同。

太陽系內的天體

太陽系內的天體是最近的一類天體，可用三角測量法測定月球和行星的周日地平視差；并根據天體力學理論進而求得太陽視差。也可用向月球或大行星發射無線電脈沖或向月球發射激光，然后接收從它們表面反射的回波，記錄電波往返時刻而直接推算天體距離。

太陽系外的天體

對于太陽系外的較近天體，三角視差法只對離太陽100秒差距范圍以內的恒星適用。更遠的恒星三角視差太小，無法測定，要用其他方法間接測定其距離。

質量測定

天體的質量不是用測量儀器測量出來的，而是需要提前已知（通過其他方法獲得）一些天體的數據，例如距離、公轉周期等，依據一些公式和規律計算出來。牛頓發現的萬有引力定律為計算天體質量提供了可能性。假定某天體的質量為M，有一質量為m的行星(或衛星)繞該天體做圓周運動，圓周半徑為r，運行周期為T，由于萬有引力就是該星體做圓周運動的向心力，故有 GMm/r^2=4π^2rm/T^2，由此式得M=4π^2r^3/(GT^2)，若測知T和r，則可計算出天體的質量M。

對于恒星，通過觀測和計算得到恒星的光度，可以利用質光關系求出它的質量。

除以上方法可以估算天體質量以外，還能用維里定理估算天體的質量（稱為"維里質量"）；利用已知半徑的白矮星的引力紅移量求白矮星的質量；利用恒星在赫羅圖上的理論演化軌跡估算恒星質量（稱為"演化質量"）等方法。

密度測定

應用萬有引力定律測出某天體質量，又能測知該天體的半徑或直徑，就可求出該天體的密度，即ρ=M/V=M/(4πR^3/3)。

軌道測定

皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(P.S.Laplace)于1780年發表了第一個完整的軌道計算的分析方法。這一方法不限制觀測的次數，首先利用幾次觀測定出某時刻天體在天球上的視位置及其一、二階導數，從而可嚴格求出天體的空間坐標和速度，最后推算出6個軌道要素。與拉普拉斯不同，奧伯斯(H.W.Molbers)和高斯(C.F.Gauss)認為，如能由觀測資料確定天體在兩個不同時刻的空間位置，那么其軌道也就可以確定了。其中具有代表性的是1809年發表的利用三次觀測定軌道的高斯方法。原則上，用于確定天然天體軌道的方法都可用于人造衛星，但是考慮到人造衛星運動的特點，發展了一些新方法，例如蘇聯學者創立的長弧段迭代法和多次近似的軌道計算法等。

形狀

天體的形狀和自轉理論是研究天體形狀及其自轉運動規律的重要理論，涉及天體力學、流體力學和地球科學等多個學科領域。

形狀理論

天體被視為不可壓縮的流體，研究者通過力學分析和數學模型，探討天體在不同密度分布下的自轉平衡形態及其穩定性。地球的形狀理論研究最為深入，建立了旋轉橢球體、三軸橢球體等地球模型。這些模型幫助理解地球的地球外形狀、橢球體偏壓、地球引力場等特征。

國際天文學聯合會對行星和矮行星的定義要求繞太陽運行的天體經過成圓過程以達到大致球形，這種過程稱為流體靜力平衡。在火星等較小的巖石行星和木星等氣態巨行星上都可以看到相同的橢球體形狀。任何未達到流體靜力平衡的自然繞太陽軌道運行的天體均被國際天文學聯合會歸類為小型太陽系天體（太陽系小天體）。它們有許多非球形的形狀。像太陽這樣的恒星也是球狀的。

自轉理論

自轉是天體繞自身軸線旋轉運動的現象。自轉方向、速率和軸線穩定性對天體的形態及其動力學過程有重要影響。地球的自轉理論研究較為詳細，包括地極移動、自轉軸在空間取向的變化和自轉速率的變化等。地球自轉速率存在長期變慢的趨勢，受到地球內部物質運動和地殼運動等因素的影響。

形狀和自轉相互影響

天體的自轉和形狀有著相互聯系。天體自轉產生離心力，改變天體的形狀。同時，天體的形狀不均勻分布也可以影響其自轉運動。這方面的研究涉及天體內部物質分布、自由液面和自由物面等動力學現象，對于了解天體形態變化、引力場分布和內部結構有重要意義。

通過形狀和自轉理論，人類可以更深入地研究各種天體的形狀演化和自轉機制。例如，地球的形狀和自轉研究可以揭示地球的地殼運動、大氣環流和海洋潮汐等現象。對其他天體如行星、恒星、衛星和彗星等的形狀和自轉研究，有助于理解它們的內部結構、自然演化和動力學過程。

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定義