纵览神秘太空
■星 座
在我们探索太空之前,有个词需要定义一下,这就是星座(Constellation)。星座是来源于拉丁语的词语,意为“星星的组合”。你要知道,整个天空共布满88个星座。但如果只是为了欣赏暗夜的美丽,你便没必要把它们全部都记住。
早在几千年前古代文明产生之日,人们就开始编织暗夜中存在的故事,这些古代文明包括苏美尔、巴比伦、埃及、希腊与罗马(以及世界各地众多其他的人类文明)。古人们认为,繁星满天的夜空要是有一点儿秩序、有一点儿整齐,这样可能会更好一些。因此,他们就把许多星星连在了一起,就像把一个个小点儿连成一幅画那样。这样做的同时,他们还把神话和传说糅入到其中。
不要以为命名某个星座就一定有规律或者有什么特殊的理由。例如,埃塞俄比亚国王克普斯和他的妻子卡西俄帕亚都有以他们的名字命名的星座(分别为仙王座和仙后座),但是这两个星座看起来分别像一座房子和一段楼梯。想象力是这里的关键。就这些早期文明而言,神仙和女神需要在布满星星的苍穹里有个落脚的地方,因此,关于哪些星星被指派到哪一个星座的情形就很可能会是这样:先到者先得到安排。
人们最早获得的有关星座的知识来自阿拉托斯。他是希腊的第一位诗人天文学家,写有作品《观测天文学》(Phaenomena,这一作品可能是基于另一部更早但已失传的作品,作者为另一位希腊人欧多克索斯)。其后于公元150年,在埃及亚历山大图书馆工作的希腊人托勒密在一本书里记录了上面两部作品,书名为阿拉伯语的《天文学大成》,意思是“最伟大的”。几百年前,其他想出名的天文学家又增加了一些星座(其中有些比较成功),由此,便形成了目前固定的总计88个星座。
星座名称传统上是用拉丁语写成的。这是因为托勒密的书从中东传到意大利,在意大利被翻译成了拉丁语。再者,在好几个世纪的时间里,拉丁语是学者们的语言。举例来说,我们所熟悉的大熊座的拉丁语名字是“Ursa Major”。
下表列出了星空的全部88个星座,那些包含趣味故事的星座的详细内容参见后面的内容。
美轮美奂的落日本身就是一幅精美的图画,同时它也向我们暗示,接下来将会是一个晴朗、清澈、群星闪耀的夜晚。这正是你所需要的,它可以激发你,使你的大脑进入天文观测的氛围之中。
■瞭望星空
好了,你现在已经打开了大门,正站在花园、庭院、田间、偏僻的内陆、热带大草原、崎岖的山地、沼泽等地方,眺望着夜空,搜寻神奇的东西,期待它的出现。在晴朗的夜晚,你能看见多少颗星星?几百万?亿万?亿亿?事实上,抛开灯光污染不说,在一个地平线较低的视野开阔的地方,你任意一次能看到的星星的最高数量大约是4500颗。如果你不相信我,可以自己数数看。当然,如果你生活在一个较大的城市,那么明亮的橙色天空能够很容易把这一数字减少为不到200颗。因此,观测星座的位置晚上越暗越好。
太空真的是空的吗?
开始时我们需要做一些准备……
»星空瞭望步骤指南
出门之前你需要确认一下,在你居住的地方太阳从哪里升起和落下。这样你就能大致了解到,如果想在夜空中发现些什么,应在哪里进行观察。通常,在3月21日和9月23日前后,太阳是从正东方升起,在正西方落下。但是,在北半球夏季的几个月里,太阳从东北方向升起,在西北方向落下(大体如此,视具体日期而定);而在冬季,太阳从东南方升起,大体在西南方落下。在南半球,夏季的太阳从东南方某处升起,在西南方某处落下;而在冬季,太阳从东北升起,在西北落下。
为使你的眼睛适应黑暗,一定要确保手电筒都蒙上红色的塑料纸。
为了能看到更多星星,你需要让你的眼睛习惯黑暗。这一过程称为黑暗适应。花10分钟坐在没有灯光的黑暗处是一种比较好的适应方法,然后对着让你感到惊异的景色沉思或冥想,看你能找出多少个星座。这一黑暗适应的过程不仅放大了你的瞳孔,让更多的光线进入眼睛,而且使得各种各样的化学反应在你的眼睛里发生,激活你接收光线的视网膜视杆细胞。现在,你就可以看到那些昏暗的星星了。
在户外的黑暗处,要想知道你在往哪里去,或者看清本书中的那些著名的星图,唯一的方法就是带上一把手电筒。不论你觉得需要带几把手电筒,每一把都应当用红色的塑料纸或者类似的东西蒙上。你会看到,你的眼睛现在已经适应了黑暗,因此从手电筒发出的红色光线几乎不会影响到你。
如果你不想独自一个人,请找一位责任心强的同伴一起出门冒险。你可以跟同伴闲聊,他也许在这方面非常在行;而且有个同伴在身边,他也许会对你的决心啧啧称奇。
不久之前,以太中生发出各种各样的图案。以太是一个旧的术语,过去科学家们相信太空中充满了以太这种物质。其实以太并不存在,不过,这个想法倒还不错。
究竟从天空的什么地方开始观察,这要取决于你的脚踏在地球的什么地方。
»北半球的人从这里开始
上一页的图就像是由大小不同的圆点组成的杂乱不堪的图案。但是,事实并非如此。每一个圆点实际上都是一个星球,我们可以在夜空中看到它们。它们和很多事物一样,开始看上去很无序,但实际上在这混乱的背后存在一定的秩序。
你会发现,在这些圆点背后有一个非常有用的图案,它可是你在北半球开始凝望星空、进行探索的最佳出发点。这组星星在英国被亲切地称为“耕犁”(The Plough),而在中国则被称为“北斗七星”。在地球的其他地方,挪威人把它称为“卡尔的马车”,美国人称之为“大勺子”,法国的一些地方则称之为“长柄煎锅”。毫无疑问,相对于它的形状,这个名称非常恰当:一个平底煎锅,锅柄向左边伸出。有人会往锅里放太空豆子吗?
其实,北斗七星本身并不是一个完整的星座,而是更大的名为大熊座的一部分,我们马上就会谈到它。
北斗七星转呀转,一圈又一圈。如果你在北半球向北走得足够远的话,就能看到图中的情景。这是一年之中某个特定时节晚上8时左右的图像。图中左侧为西北方向,右侧是东北方向。
如果天空比较黑暗,天气清爽晴朗,那么,从中北纬处我们一直都可以看到北斗七星。而且,那7颗星星都非常明亮,使得它很容易被看到。要想知道从哪个方向看去才能找到北斗七星,你需要具有一点儿方向的概念。就像我前面刚说过的,太阳在(大体上)西方落下,因此,你朝落日的右方观看,朝上一点儿,北斗七星就在那里,(大体上)正北方向。就这么容易。
因为地球在不停地转动,所以你不能指望北斗七星长时间都呆在同一个位置不动。还有一点需要考虑的是,地球在绕着太阳公转,这就意味着每天晚上的同一时间,北斗七星会处于稍稍不同的位置。多么神奇啊!一般而言,在春季和夏季的夜晚,北斗七星高高挂在空中;在秋季和冬季的夜晚,北斗七星比较靠近地平线。
北斗七星的指极星正在坚守岗位,“指示”着北极星。
你已经注意到了,图片的中间有一颗众所周知的星星被“锁定”在那里,北斗七星围绕着它转动。这就是北极星(Polaris),也就是北方之星(North Star),或者说是名副其实的北极之星(Pole Star)。这最后一个名称意味着它是离北天极最近的恒星。但是,因为地球要在自己的轨道上自转,所以北极星只是一个暂时的名称。在过去的几千年中,很多恒星都担任过北极星的角色。
北极星是小熊座主要的恒星。
你可以这样来找到北极星,运用北斗七星的右手边的两颗星,这两颗星被称为指极星。它们分别叫做北斗一和北斗二,从“长柄煎锅”朝上伸出去“指向”北极星。这是基本的常识。北斗七星之所以如此有用,还有另外一个原因,那就是有很多方法可以把北斗七星用做“路标”,以此来认识其他星星和星座。
现在,让我们来确定一个事实:北极星并不是夜空中最亮的恒星。但由于某些原因,有些人曾告诉我们说,北极星不仅是最亮的,而且也是天黑以后你所能看到的第一颗星星。但是,这种说法不正确。在夜空最亮的星星中,北极星只是排名第50位。它的名声来源于它的位置:几乎在北极的正上方。随着地球自转,我们看到的是天空也在旋转,在北半球的所有星体都围绕着北极星转动。北极星在空中几乎静止不动,这就意味着如果你眺望它,你同时也是在向北眺望。如果你知道北方在哪里,你也就知道东、南和西方在哪里。这也就是为什么在古时候北极星很了不起,因为那时候水手们主要根据星星确定航线。
循着恒星之间假想的线条,可以把你引领到宇宙的任何地方。
还有一组星星轻而易举就可以发现,方法是这样的:沿着指极星那条线向上,经过北极星,到达一个呈“W”形状的星座,这就是仙后座。如果你的房子什么的处在这样一个地方,那么在那里看到的北斗七星从来不会落下,仙后座也不会落下,它们都处于空中的某个位置。因为它们位于北极星相对的两侧,当北斗七星处于较高位置时,仙后座就处于较低位置,反之亦然。
王后卡西俄帕亚坐在那里暗自思忖:“嗯,我是不是忘了什么东西?”
»南半球的人从这里开始
转到地球的南半球,在那里,只有在4月中旬半个小时内可以看到北斗七星,其他时间它可能完全消失在地平线以下。因此,我们需要其他东西来帮助我们继续凝望星空的旅程。要看到北斗七星(哪怕只是最短暂的时间),靠近南纬23°附近的地方是南方能观测到它的极限位置,例如澳大利亚的阿利斯斯普林斯、巴西的圣保罗或者博茨瓦纳的哈博罗内。
大熊座的北斗七星和南十字座之间的大小比较。
在南半球的天空,我们所要寻找的是一个小星座,实际上也是被称为南十字座的最小星座。
南十字转呀转,一圈又一圈。运用南十字座的“指极星”,再耍些小聪明,借助于半人马座的南门二和马腹一,你就能很容易地找到天空的南极点。
当然,与其他任何事物一样,时光已经发挥它的威力,把今天呈现在我们面前的南十字座所处的天空做了很大改变,重新做了安排。例如,在公元2世纪的托勒密时代,南十字座的星星本来是它邻近的人马座的一部分。只是到了16世纪后期,随着现代的天文学家把南十字座安置到了他们自己的星图,南十字座才开始具有了自己的特点。
另一个关于名称的改变涉及南十字座边界内的一些东西,你可能看得到,也可能看不到。这就是,有一团黑暗的尘埃和气体遮蔽了它背后银河系的星星。这一团物质现在我们称为煤袋(Coal Sack),历史上它也被称为烟灰袋和黑麦哲伦星云。过去,它的形象是负面的,曾经被描述为“墨污点——那是通向无人区的入口,那里孤独难耐”。
南十字座和一些我们马上要见到的星座在南半球就相当于北斗七星和北极星两者加在一起的作用,因为它们同样可以用来帮助你在黑暗中找到你的路线。沿着各种各样假想的线条,你可以非常容易地找到天空的南极——群星看似都围绕着这一点转动。
我们知道并喜爱北斗七星,但是它的外观要取决于我们生活在什么地方。在北半球,只要天一黑,你就可以看见它。然而,越往南走,你看到它的机会就越小。在南纬23°左右,只有在4月份的夜晚,它才出现在天空,并且很低,接近地平线。令人吃惊的是,它还是上下颠倒的!
但是很遗憾,当你找到这一点时,你会发现那里是一片黑暗。因为那里并没有相当于北极星的星星在欢迎你的到来,没有南方之星,或者你所谓的南极星。天文学家使用了能够避开天空中其他光线的庞大望远镜,这才找到几乎位于南极点的南极座σ星。它特别昏暗,一般很难找到,所以几乎没有什么用处。因此,南十字座和邻近的几个较为耀眼的星星就起着给南(天)极进行定位的作用,这让其他星座羡慕不已。
随着地球自转和围绕着太阳公转,你会发现,由于时间和日期的不同,南十字座在天空所处的位置也不同。它在空中出现的最高点是在秋季和冬季的夜晚;在春季和夏季,它比较靠近地平线。
天体 光线从地球出
(所列行星时间是它们距离地球最近时所需时间) 发或到达地球
单程所需时间
月球 1.25秒
金星 2.3分钟
火星 4.35分钟
太阳 8.3分钟
冥王星 5.3小时
旅行者2号(2004年最远的宇宙探测器) 1天
半人马座比邻星(除太阳外距我们最近的恒星) 4.27年
天津四(天鹅座主星) 2100年*
*“ ”意思是近似于,该距离也可用于整个天鹅座本身。
在非洲北部海岸的加那利群岛,你可以瞥见南十字座中的几颗星星。但是如果你想看到它壮观的全貌,那么你就得往南走,到处于南纬23°一线的地方,如埃及的阿斯旺、中国的香港或者孟加拉国的达卡等。如果你所处的纬度在南纬34°以南,像澳大利亚的悉尼、乌拉圭的蒙得维的亚或者南非的开普敦,那么从理论上讲,南十字座永远不会落到地平线以下,尽管它仍可能擦着地平线。除非你再往南走,那样你就得乘船,因为陆地在那里已经到尽头了!不管怎么说,我们这里所谈论的是关于“在哪里”的问题。接下来,我们谈谈天体有多大。
■走进黑暗
太空有多大?地球上遥远的距离已经令我们惊诧不已,更不用说要想象一下行星之间遥远的间隔了。你可以思考一番,这样做是值得的,可以看看你能想象多远的距离。拿我家来做个例子:我要从家里步行大约1千米到达蛋糕店。这是非常轻松愉快的漫步,需要花我10分钟时间。我能够在脑海中想象这一切。月球是太空中离我们最近的邻居,离我们的距离是我家到蛋糕店的38.4万倍。当然,这就意味着是38.4万千米。要步行到月球那里需要花我将近9年的时间,但是,就太空而言,月球却是离我们最近的唯一的邻居。
想象从地球到月球这么相对来说比较微小的距离,我们已经感到有些困难了。那么,对于更大的距离我们该怎么办?例如,从我家到太阳的距离非常巨大,是1.5亿千米——这个数据已经相当巨大,但是我们还没有离开太阳系。除了太阳,距离我们最近的恒星是比邻星,离我家大约是40×1012千米那么远。再往太空深处走,我们可以看到仙女座星系,这是离我们较近的一个星系,但是却有26×1018千米远!
然而,跟宇宙空间距离的大小相比,这些巨大的数字只不过像一粒花生米那样微不足道。宇宙外空的空间还大着呢。
1018对你来说意味着什么?我们得承认,这一数字对我们来说并没有什么意义。我们计算从地球到月球的距离都有困难,那么对于这些26再乘上1018的数字,我们将一筹莫展。
但是,希望还是有的。天文学家用另外的方法来测量非常巨大的空间距离,这一方法称为光年。1光年就是光以每秒30万千米的飞快速度在1年时间所经过的距离。离我们最近的恒星是40×1012千米,现在我们可以换算为4.27光年,这样就比较好掌握了。
你的想象力可以把你带到太空超级高速公路的任何地方。这种情况说不定将来可以变成现实。
即便如此,宇宙作为一个整体,整个时空的直径仍然大得出奇,具有137亿光年。如果你有一张非常大的纸,可以把它换算成千米看看到底有多大。
我们可以使用光速来衡量除一年时间之外的其他时间。上页有一张表格,里面满是大大小小的数据,可以让你大致了解太空有多么大。
总之,现在让我们暗自惊叹吧,想想我们所能看到的头顶上的“太空”究竟有多大。
■黑暗有多大
怎样知道你头顶上深邃的天空有多大?这要取决于你是在哪个半球。如果你能找到北斗七星或者南十字座,其实也很简单,但是你要知道它们在天空哪个方向,以及它们有多大。对星座的面积大小需要有个明确的概念,这对你非常有帮助。因此,要稍微花点儿时间来向你展示,在天空怎样度量事物。
让我们先从月球说起。大多数人会说,月球实际上要比它看起来大得多。如果我说,你伸直手臂张开手,其宽度就能轻易盖住月球,而且还有空余,那么你一定会感到惊奇。下一次月球出来的时候你可以试一试。
2002年4月16日20时55分,月球和土星处于天空顶部,亮星毕宿五位于底部。这些天体看起来离我们一样远,但土星离我们的距离是月球离我们的距离的3 792倍,而毕宿五则是9.115亿倍。
当然,你可以使用你的手掌、胳臂,或者也可以倒立使用双脚(要是你足够强壮的话)丈量空中不同数量的天体。从现在开始,对你非常有用的一点就是,你要知道,从地球看上去,北斗七星比你伸直手臂张开一只手的宽度稍微大一些。但是,空中也有很多非常微小的天体要看,因此,我们现在需要稍微从科学的角度来谈论一番。
你应该知道,如果我们想把任意一个圆划分成较小的单位,我们使用度,或者更准确地说我们使用角度360°组成一个完整的圆。如果你把圆想象成一个时钟,那么,分针走完1圈转动了360°,需要花费1个小时。
北斗七星看似仅比你张开的手掌稍微大一点儿。当然,这要取决于你的手有多大。
1°是个非常小的度量单位,等于分针在钟面上运行10秒所对应的角度,小得几乎看不出来。但是,在太空很多天体都特别微小,我们需要使用非常小的单位来度量。于是,天文学家把1°划分为60个小部分,每1个小部分又进一步划分为60个更小的部分。这些较小的部分的名称有时候可能把你弄糊涂了,因为1角度的60个小部分被称为角分,角分的60个更小的部分被称为角秒。
天体 角度大小近似值
北斗七星指极星至北极星的距离 28°
北斗七星的长度 24°
你伸直手臂张开的手掌(大致上) 22°
南十字座指极星之间的距离 6°
北斗七星指极星之间的距离 5°
你伸直手臂食指的宽度 1°
你伸直手臂小指的宽度 30′
太阳 30′
月球 30′
木卫三离木星的距离(木卫三是木星主要卫星中最亮的一颗) 6′
肉眼的分辨率(这意味着你的眼睛能够分辨出两个非常接近的天体,而不是把它们错认为是一个天体) 3′25″
金星面积的极大值 1′
月球上最大的陨石坑 1′
你能看见的单个最小天体(大约) 1′
这些单位由下列符号表示:
°度 ′分 ″秒
记住这一点:不论在哪里,如果你看到角度或者弧度,这样的度量单位都是有关角度的,而不是关于时间的,这样你就不会记混了。
有了这些关于度量的信息,让我们来看看太空中一些天体的大小,它们是用角度、角分和角秒来度量的。
从这张表格中我们可以看到的有趣的东西是,从理论上讲,只要用我们的肉眼朝天空眺望,我们就至少能够看到木星众多卫星中的一颗,以及金星的新月形星象。但实际上,超级明亮的木星盖过了它的卫星的微弱光亮,而金星耀眼的外表同样也遮掩了它的新月形星象。
看!你可以使用手的不同部位来衡量天空中不同天体的大小。
■如何使用星图
你能在夜空中看到什么取决于一年的具体时间:由于地球围绕着太阳公转,在不同季节,星星的位置会有所改变。因此,我们后面马上将要谈到的星座被划分为春、夏、秋、冬4个季节的星空。有些星座常年都可以看到,但是只有在一年的某些特定时间,它们才能处于最佳观测阶段。
正如我们看到的北斗七星和南十字座一样,天空中还有几个星座的形状突出,因此比较容易辨认出来。它们构成了夜空中的“指示牌”,比较有用。这些星座可以被用来帮助我们找到各种各样的美丽星体,在以后的讲解中我会把它们给指出来。
根据你在地球上所居住的位置不同,星图也被划分为不同的部分。北半球和南半球的人们所看到的星图有所区别。如果你处在北半球(地图上赤道以上的部分),那么,你应该查看北半球星图;如果你是处于南半球,你该知道怎么做吧。因为绝大部分的陆地,还有绝大多数的人口都位于北半球,那些星图看起来像你在朝南观看看到的。在北半球,你离赤道越近,就越能用得到南半球星图。对那些生活在赤道附近的幸运儿来说,整个天空都能看到,可以同时使用南北两半球的星图。
拉丁名称
Ursa Major
英语名称
The Great Bear
缩写
UMa
拉丁语所有格
Ursae Majoris
α星
北斗一/Dubhe
星等
1.79
恒星颜色
橙色
在介绍星座时包含左列信息。
首先你会发现,星座的名称是用原来的拉丁语,其次是对应的英语,然后是3个字母的缩写。这些缩写是辨认星座的国际通用做法,从而不需要使用拉丁语的全称。
拉丁语所有格意思是“星座的”或“属于……”。这在声音效果上非常重要,就好像你知道你所谈论的事物。比如“:噢,北河二。你肯定是指双子座的α星。”α星是所提到星座的主星,它并不一定就是最亮的,也并非所有星座都有α星。1603年,德国天文学家约翰·巴耶把所有星座整理了一遍,把最亮的星星命名为α星,次亮的星星称为β星,然后是γ星、δ星,等等。结果是,星图上的星星通常都用希腊字母标出,被称为巴耶字母。全部希腊字母如下。
专有名词比如北斗一通常只分配给那些比较明亮的星星。很多名称是阿拉伯语,间或也有一些希腊语和罗马语。你可以查看天秤座,看看宇宙中一些最有名的星星的名称。
星等也可称为“目视星等”,可以让你知道天空中出现的星星有多亮。希腊天文学家喜帕恰斯生活在大约公元前2世纪中叶,他制订了一套给星星亮度分级的体系:你用肉眼看到的最亮的是1等星,最暗的是6等星。我们过一会儿将要详细探讨亮度,你看,现在是不是有点儿复杂了。
这是一幅世界地图,赤道把世界分为南北两个半球,你可以根据南北半球的不同,选择不同的季节性星图。你离赤道越近,你就越可以使用到对方半球星图的更多内容。例如,如果你住在挪威的某地,你只好使用北半球的星图。如果某年夏天你决定到意大利去度假,你就可以使用南半球星图的一半内容,那上面有很多迷人的星星看点。
星星的颜色向你表明了它是什么色彩的,同样也能告诉你它表面的温度有多高:温度最低的是红色,温度大约为3000℃。热一点儿的是黄色,再热一些的是白色,最热的是蓝色,温度高达4万℃。不仅如此,它们还能够改变颜色!这样的情况通常发生在当星星用完了自己的所有燃料时,星体内部重力开始发挥作用,从而引发各种各样的恒星事件(如红巨星、超新星和黑洞的形成)。
■明亮还是昏暗
就星星而言,它离你越远,就显得越暗。这就像一支蜡烛,放在你旁边的桌子上比放在附近的山丘上看起来要亮得多。两处的蜡烛亮度是一样的,但是你需要考虑距离所起的作用。
天体 目视星等
明亮的
太阳 -26.7
太阳 -26.7
金星 -4.7
火星 -2.9
木星 -2.9
水星 -1.9
天狼星(夜空中最明亮的恒星) -1.4
土星 -0.3
木卫三(木星的卫星) 4.6
木卫三(木星的卫星) 4.6
天王星 5.5
肉眼看得见最暗的天体 6.0
海王星 7.7
冥王星 13.8
暗弱的
那么,你跟前的一支蜡烛和附近山丘上的一堆大火又怎么样呢?它们可能看起来亮度是一样的,换句话说,它们拥有同样的视觉亮度。当然,如果你走近山丘,那堆火会显得越来越亮。因此,当我们谈到视觉亮度时,也就意味着从我们的视角来观测物体有多亮,而不管它们离我们有多远。
太空也是如此。当然,太空中不仅距离更远,而且星星和星系的真正亮度更是令人难以置信的。关于某一天体的真正亮度我们有一个术语,称为绝对星等。你可以说,山丘上的蜡烛和桌子上的蜡烛都有同样的1烛光的绝对亮度,但是跟前的蜡烛比山丘上的蜡烛拥有更强的视觉亮度。
说得更科学一些,我们在测量太空天体的亮度时,使用非常准确的目视星等或视星等。一些离我们较近的太空天体的目视星等列表如上。
正如图表中所显示的,在一个远离灯光污染并超级清澈的夜空下,你能看到最暗的天体是6等及6等以上。我们往回倒数到零,天体就变得越来越亮。然后,我们进入负数,可以看到最亮的天体。
这些是你在本篇中将会遇见的一些星星,它们呈现出各种各样的大小和颜色。请看微小的巴纳德星,然后把它跟超级巨大的参宿四相比较。事实上,如果我们能把参宿四拿来放在太阳的位置上,它的“表面”将会延伸到木星的轨道!一颗星星呈现什么样子,首先取决于它由多少气体组成,以及它处于生命周期的什么阶段。天空拥有五颜六色的色彩,但是只有那些最明亮的星星才能看起来不显示出白色。因为它们非常明亮,足以触发我们眼睛感知颜色的那部分视网膜。
关于星等的有趣的事实:据说人类能够区分出星等相差0.1的星体。试试看吧。
这是猎户座周围一些星星的亮度指南。试试看最暗你能看到几等星,这也可以表明你所在地天空的清澈程度。你可能会很吃惊,你那里竟然那么清澈,情况也可能相反。
星星距离地球远近各不相同,亮度也各有差异。这里列出的是11颗距离地球最近的星星(我把太阳也包括进来)以及10颗最亮的星座主星。表中目视星等可以让你知道这些天体在天空中看上去有多么明亮,前面也多有谈及。我敢肯定,你一定在全神贯注。
■恒星的种类
恒星是夜空中闪耀的宝石。不管是大还是小,它们挂在太空,熠熠发光,直到有一天它们停止发光,开始做出糟糕的表现,就像黑洞。它们变得很糟糕,这是因为万有引力开始起支配作用,并且发挥到了极致:你可以把它想象成一个具有超级强力的真空吸尘器。你不能走得离它们太近,否则你的身体就会被压碎。另外,有的恒星由于内在的物理原因或外界的原因而使其亮度发生变化。这种恒星叫变星。这些现象可以反映出星体的年龄、大小。这些从远处看还算不错,但是离近看就糟了。你会被告诫说,不要靠近任何古老的星星。这和太阳形成明显的对照。
就我们所知,太阳是独立的,这是很罕见的现象,因为其他星星都多少有别的星体陪伴。那些星星被称为双星。你也许没有注意到这一现象,但是太空中有很多这样的星星家族。你怎样才能分辨出它们呢?稍微有点儿耐心,你就可以发现星星的一些奇闻逸事。
»双星
什么是双星?简单地说,就是看起来好像一颗星,而实际上可能是两颗或者更多颗星星,它们在夜空中所处的位置非常靠近。这里有两种情况。
范例
光学双星:不论从哪方面说,两颗星之间都没有任何联系。只是因为我们视角的缘故,它们看起来非常接近。
双子星:它们跟我们的距离实际上是同样远,在万有引力的作用下,彼此互相环绕运转。
本篇中所有的双星都是以同样的基准按比例表示的。因此,你可以很容易得知它们之间的大小关系。
这里是一个双子星的例子,两颗星由于万有引力被困在了一起。双子星彼此环绕旋转一圈,有的可能需要数百年,有的可能只需几个小时。有时候,你可能会发现该系统中甚至有几颗恒星。比如,双子座α星(北河二)竟然有6颗恒星,因受制于万有引力,它们在轨道上环绕着彼此转动!
»变星
什么是变星?变星是指随着时间的推移,星星的亮度有所变化。这里有几个原因:不稳定的古老恒星颤颤巍巍,忽而变大,忽而变小;或者,比较靠近的双子星彼此沿轨道运转,一个在前,一个在后。一些恒星甚至交换气体,由此产生大爆炸,形成新星。
有些恒星看似靠得很近,但是事实上并非如此。它们看上去很近,是因为从地球看过去,它们碰巧接近同一个方向。比如这两颗星:多米尼克和贾尼特。图上方是你从你家后窗向外望见的情形,但是如果远离地球,你就会看到它们两个实际上相距很远。
如果你想要观察星空中一直都处于变化的另一面,那么变星值得你多看两眼。
范例
变星的类型是根据第一颗被确认为新的等级的恒星来确认的。下面这个表向你展示了几个例子,列举了一些变星的名称,以及它们做了些什么——有时候会产生爆炸性的后果。
记住:这些星星处于变化之中,因此它们的大气和内部结构会起伏不定。它们一旦失去了某些物质,就不能够再寻找回来。如果一颗恒星不能维持一定的热压使它在引力上处于稳定状态,那么它就有危险,星体演化是受物理法则所支配的。
■星空天体
夜空中布满了大量的深空天体,它们存在于离太阳系很远的地方,形状和颜色各异。在星图中,下列符号用来表示定位标记,标示一些用肉眼可以看到的宇宙中的奇迹。
让我详细叙述一下这些术语,使你知道它们到底是怎么回事……
»银河星团
我们见到的第一类恒星组群是银河星团。这些星团家族包含有小到几十个、大到几千个恒星,诞生于银河系的旋臂处。它们基本上都是新产生的恒星,一起运行,但是彼此间的引力最终会使它们分开,各自独立于夜空中。金牛座的昴宿星团和南十字座的宝盒星团就是较好的例子。
猎户座四边形银河星团位于猎户座星云的心脏地带。
»球状星团
第2类恒星组群是球状星团。这些星团要比银河星团大得多,由几百个到几千个甚至几百万个通常为红色的古老恒星组成。银河星团存在于银河系(并由此得名),而球状星团形成了一个光环围绕着自己。肉眼能看到的例子包括武仙座大星团和半人马座奥米伽球状星团。
猎户座星云(M42)是一个发射星云,我们将在后面提到。它已经闯入银河星团的竞技舞台。这是因为太空就是各种天体的大杂烩,天体之间都是紧密相关的。从根本上说,猎户座四边形星团(图中左侧)的某颗恒星为这个由尘埃与气体构成的神奇星云提供光源,照亮星云的绝大部分。
天蝎座M80球状星团
■星云的种类
自古至今,观测者只要仰头凝望夜空,就可以看到恒星之间存在一些较小而且微弱,几乎像云朵一样的块状物。这些天体被称为星云,拉丁语的意思为“云”,源自于它们像烟云一样的外表。
没有人确切知道星云里面正在发生什么变化,所以人们对这些云状物的真正特性并不了解。当望远镜变得足够强大,人们发现有些星云实际上是星系,仙女座星云就属于这种情况,现在我们称之为仙女座星系。另外一些星云被证实是真正的星云,也就是由尘埃和气体组成的区域。这些星云被分为以下类别。
»发射星云
这是最明亮的一类星云,它们发光是因为它们内部嵌有炽热的恒星,这些恒星发出的辐射使周围的气体受热发光。发射星云有的很大,事实上它们内部有大量的气体和尘埃,足以形成恒星和行星,因此是星星的滋生地。用肉眼最容易看到的一个发射星云是猎户座星云M42。
发射星云
神奇的船底座艾塔发射星云,中间是黑暗的锁孔星云(左边)。
»反射星云
正如名称所显示的那样,这些“云彩”之所以看得见,只是因为它们反射附近恒星的光芒。恒星不能够使这些气体发光,是因为恒星温度比较低,没有那么大能量,结果是反射星云就暗淡得多。金牛座的昴宿星团周围有一个暗弱的星云围绕着,但是只有借助高倍望远镜才能看得见。
反射星云
它就在你的背后!幽灵般的昴宿星团IC349反射星云。
»暗星云
气体和尘埃附近没有恒星就不发光,我们之所以能够看到它们,是因 为它们挡住了它们背后所有的东西。这一类别包括猎户座的马头星云(你需要借助望远镜),以及更大一些的位于南半球的南十字座煤袋星云,它用肉眼可以很容易看到。
暗星云
猎户座马头星云的部分。
»行星状星云
一些恒星在生命的晚期喷发掉它们的外层,只剩下一颗较小的恒星,但是很热,能量充足。那些脱离的外层向外扩张,因从中心的恒星发出的辐射而发光,这一点有些像发射星云。透过望远镜看去,这层“外壳”看起来有点儿像行星,由此得名。天琴座的环状星云就是个典型的例子。
行星状星云
令人惊叹的天琴座M57环状星云
■星系的种类
除了银河系以外,还有各种各样的星系。它们有的圆,有的扁;有的胖,有的瘦;有的大,有的小;有些形状优美,有些奇形怪状。最终归结起来,星系可以被划分为几个基本的类型。
»螺旋星系
这类星系中间鼓鼓的,有很多古老的恒星,从中间往外是巨大的旋臂,由比较年轻的恒星、尘埃和气体组成。我们生活在一个螺旋星系里,也就是众所周知的银河系。另一个是我们用肉眼能看到的最远天体,即仙女座大星系M31,离我们280万光年那么远。
螺旋星系
猎犬座NGC4414。
»棒旋星系
这类星系类似螺旋星系,但它们的特征是拥有两条长棒子,从鼓起的中心向两侧外伸展。旋臂从每一根棒子末端向外延伸。有些理论认为,星系自身旋转会形成棒子,即随着恒星暂时排成一条线就出现这一现象。然后,自转会驱散这种特征。
棒旋星系
波江座NGC1300。
»椭圆星系
这类星系没有螺旋状结构,也没有多少尘埃和气体。它们有的大,有的小。事实上,它们可能是我们看到的最大星系。因为椭圆星系规模庞大,一些天文学家认为,它们可能是由螺旋星系碰撞而形成的;另一些人则认为,螺旋星系是从椭圆星系演变而来的。这就导致了很多天文台为此而争论不休。
椭圆星系
室女座椭圆星系M87。
»不规则星系
这类星系通常既小又暗,也没有什么固定的形状。每一个星系都是恒星和气体的大杂烩,它们正在像人一样经历中年时的更年期危机。星系之间也可能发生碰撞,但不管是哪种情况,事实就摆在那里。
不规则星系
大熊座M82。
■星空天体分类
在星图上和本篇中你会发现,很多深空天体都有像M4和NGC664这样的名称。这些名称来源于不同的分类方法,它们是为了观察便利而在过去的很多世纪里逐步形成的。下面是我们所使用的分类方法的一个快速指南。
M是指梅西耶星云星团表(Messier Catalogue)。查尔斯·梅西耶在研究彗星时被“模糊”的星体搞得一塌糊涂,由此心生厌倦。因此,在1781年,他把大多数的星云、星系和星团都归结为一组。它们中很多用肉眼就可看到,还有很多使用双目镜就能看到。这可能是最著名的业余天文爱好者所使用的分类方法。
为了纪念查尔斯·梅西耶,天文学家约瑟夫·拉兰德设计了天空中的猎人座。在图的左侧,一头好奇的驯鹿试图闯进整个画面。很不幸,这头驯鹿和猎人只有短暂的时间思考他们围绕天极的旅行,不久以后,历史就把他们交付到了“废弃的星座”里保管起来。
NGC是指星云星团新总表(New General Catalogue)。在梅西耶星云星团表发表100多年后,约翰·德雷耶发表了这一分类表,里面包含了几千个天体,其中有些非常昏暗。NGC包含了梅西耶的所有天体,因此猎户座星云M42也就是NGC1974。NGC后来有所扩展,称作新总表续编。
Mel是指梅洛特星云星团表(Melotte Catalogue)。这是由菲利贝尔·梅洛特编制的关于星团的分类表,于1915年发表,包含250个星系星团。梅洛特作为一位有造诣的天文学家,于1908年2月在位于伦敦的皇家格林尼治天文台发现了木卫八,这是(当时)木星的第8颗卫星。
Anton是指安东·范普鲁星云星团表(Anton Vamplew Catalogue)。这是安东·范普鲁关于9个被“遗忘”的星座的分类表,并附有一些关于它们的故事,来陪伴你对星空的探索旅程。这些稀奇古怪的构想来自于大约1750~1800年间“疯狂的星座创造时期”。当时,很多天文学家都在命名成组的星星,并把它们放进自己的星图里,而且非常随意。随着时光流逝,这些新命名的星座有的被人们遗忘了,有的被后来的天文学家所接受。在接下来的内容里你会看到,这些安东星云星团表的星座是不是值得写出来。
夜空的伟大之处在于,那里有非常多的天体,我们只用肉眼就能看到,没有必要使用望远镜,甚至不需要借助双目镜。建议你首先对群星璀璨的天空有个大致了解,然后再开始深入观察。如果你手头没有望远镜,你可以用手指出来哪个是巨蟹座的鬼宿三,或者你说,“在那两颗星星之间是著名的富矿星云”,你的朋友肯定会大为震惊的。
接下来,我们要开始探讨星座了。不要慌张,做一下深呼吸,记住:罗马不是一天建成的。你不能指望一下子把什么都学会,群星璀璨的天空就在那里,它是用来欣赏和慢慢品味的。
深空天体
这里是星图上所表示出来的只用肉眼就能看见的深空天体的全部名单。
安东星云星团表
这是一个分类表,这里搜集的是容易被忽视的星云星团,它们绝大部分都已被湮没在时光的迷雾中。
星座的旧有名称
在历史上,星座不仅被翻来覆去地由人安排或是抛弃,其中有些的名称也被变来变去。这里列出一组星座,附有它们现在及以前的名称。一般来说,它们以前的名称更加华丽动听。
图中是天炉座的画面表现,从中可以看出“过去好时光”的日子里,星座的名称要比现在灵活得多,也随和得多。看看这个设计多了不起。