“天市”，司马迁说的是四颗星，它们是蛇夫座α、κ、ν三星及巨蛇座η星。这四颗星的范围内有蛇夫座U 及RS 变星两颗，变幅分别为5.8—6.5等及5.3—12.3 等。它们当是司马迁“星众”、“（星）虚”之说的实际内核。

　　“三柱”是指“五帝车舍”（后世称“五车”）五颗星范围内的三组星，每组三颗星，都是成尖锐的小三角形。其中西北方一柱为御夫座x e h 、、、三颗星。e x 和均为变星，e 的变幅为5.0—5.6 等。在天气条件较差的情况下，e 是有可能看不见的。这时就可以说是“柱不具”。

　　总之，司马迁观测到并记下了多颗变星。这项成就在当时世界上是不多见的。

　　对奇异天象的介绍和记录所谓奇异天象，这里是指并不经常出现的，古人因不明其本质而对它有神秘感的天象，其中包括各种彗星、大流星、陨石、新星和超新星、极光，以及一些大气光学现象。对于这些天象，古人起了各种各样的名字。单单看这些名词，现代人已难知它们究竟是什么。而这些长达几千年的天象记录却是当代天文学研究极感兴趣的对象，因为许多天象的规律性只有在很长的时期才能充分显示出来。所以，人们必须求助于古人对天象的具体描述和介绍。在全面介绍这些奇异天象的古书中，《天官书》是最早的一部（虽然马王堆汉墓出土的帛书《天文气象杂占》比《天官书》时代更早，但其中只有图像，而文字却全系星占条文，并无天象本身的描述，除了彗星外，其他是很难判别的。另外，在《开元占经》中虽有一些石氏和甘氏的有关片断，但它们是否都是战国时代石申、甘德的遗文，还很难说）。

　　《天官书》记载的奇异天象名称共有20 多个。从对它们的具体描述来看，大体上有以下几类：1.彗星《天官书》中记有天欃、彗星、天欃、天枪四，那都是具有直而长的彗尾的彗星。有蚩尤之旗，那是尾巴特别弯曲的彗星。有五残星，那是有五条彗尾的彗星，等等。

　　2.大流星和陨石有的大流星，由于气流的影响，它的余迹会发生扭曲变化，人目看来就好象蛇行一样，称之为枉矢。有的流星体很大，它们能进入到低层大气，形成火流星，最后堕入地面，造成很大的陨石坑，陨石形如狗，因称之为天狗。有的火流星未堕到地面就爆炸毁灭了，如果它们发生在白昼，人们看不到（或注意不到）它们的亮光，而只听见它的爆炸声，这就是《天官书》中说的天鼓。关于一般堕落地面的陨石，《天官书》称为坠星。

　　3.极光《天官书》中记载了多种极光现象。烛星：一种象火炬形状的极光。卿云：若烟非烟，若云非云，是一种无定形的弥散光面型极光。天开：在黑夜的天幕上突然出现一条光带，好象天开裂了一样。还有归邪、旬始等，都是各种形状的极光。

　　4.黄道光《天官书》关于格泽星的描述就是一幅黄道光图像的写照：“如炎火之状，黄白，起地而上，下大上兑（锐）。”在太阳系中存在许多尘埃粒子，它们主要分布在黄道面及其附近。太阳光照在这些尘埃粒子上，再反射出来，被人们观测到，就成为黄道光。它的图像就如上述格泽星的描述。因为它很微弱，所以很难观测。西方是在十七世纪由法国天文学家开始观测的。因此，司马迁在公元前一世纪的描述不能不使人感到惊奇。

　　5.新星和超新星它们绝大多数是原来暗得肉眼不可见的恒星，忽然亮度增加几千乃至几万倍，人们就看到天上新出现了一颗星，因称新星。有的会增亮几千万乃至几亿倍，就称为超新星。新星和超新星的亮度后来又慢慢降下去，逐渐消失不见。古人因称之为客星。有的客星很亮，受大气衍射的作用，看上去好象射出许多光芒，古人因而又称为孛星。这两种名称在《天官书》里都有记载①，但奇怪的是未作定义性描述。由于彗星也具有出现后又消失的现象，有极少数彗星也会向四周所有方向喷射出气体，因此古人也把彗星称为客星或孛星。精细如司马迁，居然未能从运动或不运动来区分彗星和新星、超新星，这是非常遗憾的事。

　　除了上述这些奇异天象名称的介绍外，《天官书》中也有一些天象的记录。但这些记录极为粗略，无法具体确定其发生的日期乃至年份。从这一点来说，《天官书》的意义不是提供了宝贵的历史记录，而是开创了一个在纪传体史书中有专门篇幅保存天象记录的先例（至于准确的天象记录则在《史记》的一些本纪和年表中有所记载）。

　　对太初历工作的作用、贡献和批评太初改历是由司马迁发起的。他也参与了安装仪器、进行观测的工作。

　　可是最后实施的是邓平、洛下闳的太初历，而这种历法与《史记·历书》中所记的《历术甲子篇》是完全不同的。《历术甲子篇》中所记的，是一种四分历。它的基本数据是一回归年的时间为3651 4日（因而称为四分历），一朔望月的时间为29499940日。邓平等人的太初历，其基本数据则为一朔望月时间为294381日，一回归年时间为3653851539日。化成十进制小数就可知道，这两组数据十分相近，而以四分历为略优。司马迁的拒绝太初历，是有一定道理的。

　　但是，司马迁在历法问题上有他的缺点。为了强调这次改历的历史意义，使汉武帝的统治获得一种神圣性，他和一些同事把历法时刻所在的年名加以改动，称为焉逢摄提格，用干支来表示即为甲寅。这个年名得到汉武帝的批准，在改历诏书中予以发布。然而，按实际的年名，当时应该是丙子年。改① 不过，《天官书》把孛星写成茀星。