老貓

天狼星，或許是夜空中最重量級(jí)的大明星了，說(shuō)無(wú)人不知無(wú)人不曉都毫不為過(guò)。但在我們開(kāi)始考慮談?wù)撍妮W事前，或許最重要的還是先找到它。

找到天狼星

是不是因?yàn)樗且箍罩凶盍恋暮阈?，我們就可以輕易找到它呢？的確，天狼星的視星等高達(dá)-1.4 6等，亮度是視星等-0.0 4的北天第二亮星大角星的3.7倍左右，但是在夜空中明亮的可不只是恒星。金星在最亮?xí)r可以達(dá)到-4.8 9等，木星最亮?xí)r可達(dá)-2.9 4等，火星最亮?xí)r可達(dá)-2.9 1等，就連水星最亮的時(shí)候都能達(dá)到-2.4 5等。

這些明亮的行星當(dāng)然會(huì)干擾我們找到天狼星。不過(guò)天狼星畢竟是恒星，和行星在天空中的運(yùn)行軌跡有很大的區(qū)別。雖然所有恒星都和日月一樣?xùn)|升西落，但恒星與恒星之間相對(duì)靜止。也就是說(shuō)，如果我們看到幾顆星星在天上組成一個(gè)特殊的形狀，再過(guò)十天半個(gè)月、一年兩年，甚至幾十年幾百年，這幾顆星組成的形狀都不會(huì)有明顯的變化，那它們就是恒星。

正因?yàn)檫@種相對(duì)穩(wěn)定性，讓我們根據(jù)某些恒星組成的特殊形狀來(lái)尋找星座成為可能，冬季大三角正是天空中最典型的標(biāo)志之一。從暮秋到初春，三顆亮星組成的巨大等邊三角形會(huì)出現(xiàn)在夜空中，因此十分好認(rèn)。除天狼星外，三角形的另外兩個(gè)頂點(diǎn)是小犬座的南河三和獵戶座的參宿四。天狼星所在的星座是大犬座，它是每年最早通過(guò)上中天的星座（所謂星座“通過(guò)上中天”，是指星座的中央位置通過(guò)正南正北的當(dāng)?shù)刈游缛Γ?。大犬座并不大，在天球上所占的面積為3 8 0.1 1平方度，在全天6 4個(gè)星座中排第4 3位。星座內(nèi)有1等星1顆，2等星4顆，列入全天2 0 0顆亮星的恒星多達(dá)7顆，算是非常明亮的一個(gè)星座了。只是因?yàn)榇笕恢闷?，如果觀察點(diǎn)在中國(guó)北方的話，星辰的光芒容易被地平線附近渾濁的空氣吞噬。

天狼星到底有多亮？

1 7 1 8年，英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)德蒙·哈雷驚訝地發(fā)現(xiàn)，他在南大西洋圣赫勒拿島測(cè)量的恒星坐標(biāo)結(jié)果與古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯測(cè)量的不一樣，個(gè)別恒星的觀察數(shù)值還相差很多。要知道，雖然喜帕恰斯生于2 0 0 0多年前，他的測(cè)量結(jié)果可是相當(dāng)精確的。

為什么天狼星、大角星、畢宿五這些亮星的誤差那么大？天狼星的誤差足足有月亮直徑那么大！哈雷花了很多時(shí)間將他的結(jié)果與其他星表做了對(duì)比，最終得出一個(gè)驚人的結(jié)論：恒星不恒！

1 8 6 8年，光譜學(xué)先驅(qū)、英國(guó)天文學(xué)家威廉· 哈金斯爵士發(fā)現(xiàn)天狼星的光譜有一個(gè)顯著的紅移。顯然，這樣的紅移是因?yàn)槎嗥绽宅F(xiàn)象，這說(shuō)明天狼星在星圖上努力地“奔跑”，在我們看不見(jiàn)的坐標(biāo)上飛速遠(yuǎn)離我們?，F(xiàn)在我們知道，天狼星正以每秒7.6千米的速度遠(yuǎn)離我們，雖然這比哈金斯爵士當(dāng)年的計(jì)算值（每秒4 0千米）小很多，但也相當(dāng)可觀了。

別管天狼星每年遠(yuǎn)離我們多少，天狼星到底距離我們多遠(yuǎn)？答案是8.6光年。這真不是一個(gè)遠(yuǎn)的距離，要知道，它是距離我們第9近的恒星，而一顆“三體星”南門(mén)二就占據(jù)了天狼星之前的3個(gè)名額。

我不否認(rèn)天狼星很亮，但是僅憑視星等-1.4 6等，就認(rèn)為距離我們8.6光年的天狼星比距離我們860光年、視星等0.12等的參宿七亮，總有些不太公平。為了公平起見(jiàn)，天文學(xué)家決定讓恒星排排坐，都固定在距離我們1 0秒差距，約合3 2.6光年的地方，再評(píng)定它們的視星等——在這個(gè)距離上，它們展現(xiàn)出的視星等就能表現(xiàn)它們真正的亮度了。此時(shí)觀察到的星等被定義為“絕對(duì)星等”。當(dāng)然，天文學(xué)家不會(huì)真的飛去距離太陽(yáng)3 0多光年的地方觀測(cè)太陽(yáng)的絕對(duì)星等，只要根據(jù)太陽(yáng)與地球的距離以及太陽(yáng)在地球上的亮度，就能推算出這個(gè)數(shù)值。經(jīng)過(guò)計(jì)算，太陽(yáng)的絕對(duì)星等是4.8 3，天狼星是1.4 2，北極星是-3.6，參宿七是-7.8 4。在肉眼可見(jiàn)的恒星中，絕對(duì)星等最高的可能是天津增九，這顆視星等4.8 0、看上去暗淡無(wú)奇的恒星絕對(duì)星等可能高達(dá)-9. 7。位于大麥哲倫星系蜘蛛星云中的R1 3 6a1是我們已知的絕對(duì)星等最高的恒星，這顆距離我們1 6 5 0 0 0光年、視星等1 2.2 8的藍(lán)特超巨星，絕對(duì)星等高達(dá)-1 2.6。是的，盡管看上去光彩奪目，天狼星其實(shí)也沒(méi)有特別亮（只是比太陽(yáng)亮很多而已）。

天狼星的“小”伙伴

1 8 4 4年，德國(guó)天文學(xué)家弗里德里?！へ惾麪柛鶕?jù)天狼星在天球上詭異的運(yùn)行路線做出一個(gè)驚人的推斷：天狼星應(yīng)該還有一顆伴星，這顆伴星與天狼星的距離是地球到太陽(yáng)距離的2 0倍，正好與太陽(yáng)到天王星的距離不相上下。

可惜貝塞爾沒(méi)能活到他的推測(cè)被天文觀測(cè)證實(shí)。直到這一推斷做出2 0年后，美國(guó)天文學(xué)家阿凡·格雷厄姆·克拉克才首次觀測(cè)到這顆暗弱的伴星。如今，這顆視星等8.3 0的小星被稱(chēng)為“天狼星B”，以與明亮的“天狼星A” ——也就是我們?nèi)庋鬯?jiàn)的那顆——加以區(qū)分。

1 9 1 5年，沃爾特·亞當(dāng)斯宣布，他觀測(cè)了天狼星B 的光譜學(xué)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它的光譜與天狼星A的幾乎一致。這樣的結(jié)果表明，二者的表面溫度相似，單位面積釋放光能的能力相同，所以導(dǎo)致二者亮度差別的唯一因素，就只剩下恒星的表面積了。天狼星A和天狼星B的亮度相差萬(wàn)倍，由此可以算出天狼星B 甚至還沒(méi)有地球大；但是要讓質(zhì)量為太陽(yáng)2.0 2倍的天狼星A 在天球上走出如此彎曲的軌道，天狼星B 的質(zhì)量至少得有太陽(yáng)質(zhì)量的0.9 7 8倍才行。

太陽(yáng)的質(zhì)量、地球的大小，這樣的數(shù)據(jù)難免讓人心生疑問(wèn)，不過(guò)觀測(cè)和計(jì)算數(shù)據(jù)都沒(méi)有問(wèn)題。在天狼星B 的這一特征被發(fā)現(xiàn)的幾年前，人們已經(jīng)注意到波江座4 0內(nèi)有一顆與之類(lèi)似的暗淡小恒星。而在2年后的1 9 1 7年，荷裔美國(guó)天文學(xué)家阿德里安· 范馬南又在雙魚(yú)座內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一顆獨(dú)立的致密暗淡小恒星。因?yàn)樾。稚l(fā)著白光，這種恒星被稱(chēng)為白矮星。這3顆最早發(fā)現(xiàn)的白矮星被稱(chēng)為經(jīng)典白矮星。

白矮星是低質(zhì)量恒星演化的最終結(jié)果。中低質(zhì)量的恒星在主序星階段燃燒的是其核心的氫。在其生命末期，核心的氫聚變反應(yīng)結(jié)束后，氦核將在重力的作用下繼續(xù)在核心發(fā)生聚變，三個(gè)氦原子結(jié)合成一個(gè)穩(wěn)定的碳原子。當(dāng)然，碳原子有時(shí)也會(huì)繼續(xù)與氦反應(yīng)，形成少量的氧、氖，乃至更重的鎂。endprint

因?yàn)楹ず说木酆喜⒉活~外放出能量，因此這個(gè)核心會(huì)在重力的作用下發(fā)生收縮放出熱量。此時(shí)，恒星表層的氫元素也會(huì)隨同核心收縮并獲得加熱，氫原子聚變的速度大幅提高，于是產(chǎn)生更多的能量，導(dǎo)致恒星變得更為明亮，體積也發(fā)生劇烈膨脹。但處在這個(gè)階段的恒星膨脹速度超過(guò)發(fā)光能力的提升，恒星的表面溫度會(huì)降低，這時(shí)恒星的顏色更傾向紅色——這個(gè)演化階段的恒星因其外形特征，被稱(chēng)為紅巨星。紅巨星的壽命并不太長(zhǎng)，如果本身質(zhì)量不夠，不足以使碳和氧進(jìn)一步發(fā)生核聚變，這兩種元素就會(huì)在其核心堆積起來(lái)，外層氣體逐漸逸散，只留下致密的核心部分殘骸，并最終成為白矮星。

白矮星的內(nèi)部不再有物質(zhì)進(jìn)行核聚變反應(yīng)，不再有能量產(chǎn)生，支撐重力坍縮的只有由泡利不相容原理產(chǎn)生的電子簡(jiǎn)并力。物質(zhì)被壓縮到了極致，就差把電子“壓”入質(zhì)子，形成更加致密的中子態(tài)了。因此，雖然稍遜于中子星，但白矮星物質(zhì)依然具有極大的密度，它們的平均密度的數(shù)量級(jí)大約是噸/ 立方厘米，是地球物質(zhì)密度的百萬(wàn)倍。

因?yàn)樘炖切堑能壍捞^(guò)不規(guī)則，因此人們很早就懷疑它還有第三顆很小的伴星。根據(jù)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，第二顆圍繞天狼星A 運(yùn)行的恒星質(zhì)量只有太陽(yáng)的6%，亮度比天狼星B 還要暗5級(jí)至1 0級(jí)，圍繞天狼星A公轉(zhuǎn)的周期為6年。直到今天，這個(gè)假說(shuō)還沒(méi)能被證實(shí)，原因可能是它太暗了，也有可能是其距離天狼星A 太近。

赤犬還是蒼狼？

有關(guān)天狼星，還有一個(gè)關(guān)注度很高的爭(zhēng)議，那就是天狼星的顏色。公元1 5 0年，生活于埃及亞歷山大港的著名古希臘天文學(xué)家克勞狄烏斯· 托勒密曾將天狼星與參宿四、心宿二、畢宿五、北河三一起記述為具橘黃色或紅色色調(diào)的天體。托勒密的記述似乎代表了當(dāng)時(shí)各階層的主流思想，將軍日耳曼尼庫(kù)斯、演說(shuō)家西塞羅、詩(shī)人阿拉托斯都認(rèn)為天狼星是紅色的，哲學(xué)家塞內(nèi)卡甚至認(rèn)為天狼星是暗紅色的，比火星更甚。

這與如今天狼星看上去是白色的這一事實(shí)不符。

1 9 8 5年，兩位德國(guó)天文學(xué)家找到了一份公元8世紀(jì)的倫巴第手稿，這份拉丁文的文稿教讀者從星辰的位置確定夜禱的時(shí)刻。在這部文稿中，天狼星的顏色被描述為“呈現(xiàn)彌散的“紅色”。據(jù)此，這兩位天文學(xué)家提出天狼星B 當(dāng)時(shí)是顆紅巨星的說(shuō)法。

且不說(shuō)其他的天文學(xué)家普遍認(rèn)為這里描述的應(yīng)該是大角星，根據(jù)恒星演化理論，一兩千年的時(shí)間遠(yuǎn)不足以讓一顆恒星完成從紅巨星到白矮星的蛻變。更重要的是，通過(guò)對(duì)周?chē)窃频姆治?，天狼星并沒(méi)有留下任何在近期曾發(fā)生劇烈變化的痕跡，通過(guò)天狼星A 或天狼星B恒星演化的可能性來(lái)解釋顏色爭(zhēng)議的理論已被推翻。

剩下的可能就是一些主觀因素了，例如它在地平線附近時(shí)強(qiáng)烈的閃爍使人們感覺(jué)它是紅色的，或者只是因?yàn)樾揶o需要，畢竟天狼星在詩(shī)詞里的一個(gè)重要身份是隱喻兇兆。生活在公元1世紀(jì)的羅馬詩(shī)人、天文學(xué)家馬庫(kù)斯· 馬尼利烏斯把天狼星的顏色描述為“海藍(lán)”，生活在4世紀(jì)的拉丁語(yǔ)詩(shī)人阿維阿努斯對(duì)它的描述也是這樣。因?yàn)榇髿獾臄_動(dòng)，明亮的恒星，例如天狼星，很容易發(fā)生閃爍，尤其是在它距離地平線不遠(yuǎn)的時(shí)候。在這種情況下，用肉眼觀察它會(huì)發(fā)現(xiàn)紅色、白色、藍(lán)色交替呈現(xiàn)——古人也有可能因此賦予了天狼星更多色彩。

在記錄天狼星顏色這方面，似乎還是古代中國(guó)人做得更靠譜一些——從公元前2世紀(jì)至公元7世紀(jì)，多次天文記錄中都將天狼星描述為呈現(xiàn)著白色光芒的天體。endprint