天狼星

天狼星

大犬座α星
天狼星(sirius)屬大犬座中的一顆一等星,根據巴耶恒星命名法的名稱為大犬座α星。在中國屬于二十八星宿中井宿的天狼星官。天狼星、南河三和參宿四,對于居住在北半球的人來看,組成了冬季大三角的三個頂點。雖然遠遠暗于金星,木星等行星,但它是夜空中最亮的恒星,冬季前半夜為最佳觀測時間。也是大犬座中的一顆雙星,其中包括一顆光譜型A1V的白主序星和另一顆光譜型DA2的暗白矮星伴星天狼星B,其視星等為-1.47,絕對星等為+1.43,距太陽系約8.6光年。
    中文名:天狼星 外文名:Sirius 别名: 分類:恒星 發現者: 質量: 平均密度: 直徑: 表面溫度: 逃逸速度: 反照率: 視星等: 絕對星等: 自轉周期: 赤經: 赤緯: 距地距離: 半長軸: 離心率: 公轉周期: 平近點角: 軌道傾角: 升交點經度: 區别特征:夜空中最亮的恒星 與太陽系距離:約8.6光年 巴耶恒星命名:大犬座α星 隸屬星座:大犬座 隸屬星官:天狼 隸屬四象:南方朱雀 光譜類型:A1 希臘語:∑εριο(燒焦的意思)

發展曆史

1844年,德國天文學家貝塞爾根據它的移動路徑出現的波浪圖形推斷天狼星是一顆雙星,因為該星在附近空間中沿一條呈波形的軌迹運動,從而得出它有一顆伴星和繞轉周期約為50年的結論。這顆伴星于1862年被美國天文學家克拉克(A.Clark)用他自制的當時最大的口徑4.7m折射天文望遠鏡最先看到。

天文數據

天狼星及其伴星都在偏心率頗大的軌道上互相繞轉,繞轉的周期是49.9年,平均距離約為20天文單位(日地距離)。盡管亮星光芒四射,用大望遠鏡還是不難看到那顆7等的伴星。伴星的質量與太陽差不多,密度則比太陽大得多,平均密度為30kg/立方厘米,是第一顆被發現的白矮星。

雙星中的亮星是一顆比太陽亮23倍的恒星,體積略大于太陽,直徑是太陽的1.8倍,表面溫度是太陽表面溫度的2倍,高達10000℃。天狼星在天球上的坐标是赤經06h45m08.9173s,赤緯-16°42'58.017"(曆元2000.0),赤經百年自行-0‘.553,赤緯百年自行-1’.205(數據取自FK405星曆表)。甲星是全天第一亮星(視星等最高),屬于主星序的藍矮星。乙星一般稱天狼伴星,是白矮星,質量比太陽稍大,而半徑比地球還小,它的物質主要處于簡并态。

甲乙兩星軌道周期為50.090±0.056年,軌道偏心率為0.5923±0.0019。天狼星與我們的距離為8.65±0.09光年。天狼星是否是密近雙星,與天狼雙星的演化有關。古代曾經記載天狼星是紅色的,這為我們提供了研究線索。1975年發現了來自天狼星的X射線,有人認為這可能是乙星的幾乎純氫的大氣深層的熱輻射,有人則認為這可能是由甲星或乙星高溫星冕産生的,至今仍在繼續研究。據1980年資料,高能天文台2号衛星分别測得甲星和乙星的0.15~3.0千電子伏波段X射線,得知乙星的X射線比甲星強得多。

大小概念

作為一個天體,很多人都想知道其大小的概念,然而仰望星空天狼星也許隻是我們眼中的一個星點,但是實際上它比地球甚至太陽都大多了。

記載應用

天狼星在最早的天文記錄中就已經出現,并被古埃及人視為“索普代特”(希臘語:Seirios)【埃及語】:Sothis。在中王國時期期間,埃及人的曆法開始于天狼星的偕日升那天,那天早晨,天狼星由于離太陽足夠遠,能比太陽更早升起,避開強光,在70天的消失之後重現天空。這一天在曆法中的重要性是因為它也是尼羅河周期泛濫和夏至之前不久。“索普代特”的象形文字是一顆星星和一個三角形。天狼星消失在空中的70天,在神話中象征着索普代特和艾西斯度過埃及地府的日子。

從島上發掘出的公元前3世紀錢币上刻着散發着光芒的狗隻或星體,顯示出了天狼星的重要性。羅馬人于4月25日前後慶祝天狼星的偕日落,在當日向羅馬的五谷枯萎之神(Robigo)奉上一頭狗、點上香、祭上酒和一隻羊,希望能阻止那一年星光帶來的鏽菌。

亞曆山大的托勒密在自己的《天文學大成》中的第7及8卷所譜寫的星圖裡,以天狼星作為天球的中線。他把天狼星描繪成六顆紅色恒星之一(見以下的紅色争議部分)。其餘五顆實際上為M型和K型恒星,如大角星和參宿四。

亮星對古波利尼西亞人十分重要,因為他們要在太平洋衆多小島和環礁之間靠天象導航。當亮星位于地平線上小許的時候,這些星體就被水手們作為星象羅盤,從而找到指定的地點。這些星體也可作緯度标記,天狼星的偏差和斐濟島相符合,因此,它每晚都越過斐濟島的正上空。天狼星是“巨鳥”星座“Manu”的身體,老人星是南邊的翅膀,南河三是北邊的翅膀,一共将波利尼西亞的夜空剛好分成兩半。天狼星的偕日升标志着希臘夏天的開始,因此它相反地标志了毛利人冰冷冬天的開始,Takurua在當地語言代表天狼星和冬天。

1676年,愛德蒙·哈雷于大西洋南部的聖赫倫娜島上度過了一年,目的是要研究南半球的星空。約40年後,于1718年他對比自己的天體測量和托勒密的《天文學大成》之後,發現了一直都被當作是“固定的”恒星的自行運動。大角星和天狼星都有顯着的移動,而當中天狼星更在之間1800年内向南移動了30分角(約為月球的直徑)。

1868年,天狼星成為第一顆被測量出運行速率的恒星。威廉·哈金斯爵士仔細檢查了天狼星的光譜,并觀測到一個顯着的紅移。他因此得出結論:天狼星以大約每秒40公裡的速度遠離太陽系。雖然對比今天測量出來的每秒7.6公裡速度數值過大,不過那次的測量卻開始了天體徑向速度的研究。

觀測資料

曆元J2000.0(ICRS)

星座大犬座

星官朱雀井宿天狼

赤經06h45m08.9173s

赤緯–16°42′58.017″

視星等(V)–1.47(A)/8.30(B)

特性

光譜分類A1V(A)/DA2(B)

B-V色指數0.01(A)/–0.03(B)

U-B色指數–0.05(A)/–1.04(B)

天體測定

徑向速度(Rv)–7.6km/s自行(μ)RA:–546.05mas/yr

Dec.:–1223.14mas/yr

視差(π)379.21±1.58mas

距離8.6±0.04ly

(2.64±0.01pc)

絕對星等(MV)1.42(A)/11.18(B)

目視聯星軌道

伴星αCMaB

周期(P)50.09年

半長軸(a)7.56"

離心率(e)0.592

軌道傾角(i)136.5°

交點(Ω)44.6°

近星點曆元(T)1894.13

參數

質量2.32(A)/0.978(B)M☉

半徑1.805(A)/0.0084±3%(B)R☉

表面重力(logg)4.33(A)/8.57(B)

亮度25.4(A)/0.026(B)L☉

溫度11.500(A)/25,200(B)K

金屬量[Fe/H]=0.50(A)

自轉16km/s(A)

年齡2~3×10年。

古埃及文化

在古埃及,每當天狼星在黎明時從東方地平線升起時(這種現象在天文學上稱為“偕日升”),正是一年一度尼羅河水泛濫的時候,尼羅河水的泛濫,灌溉了兩岸大片良田,于是埃及人又開始了他們的耕種。古代埃及人認識到該星偕日升起,尼羅河三角洲就開始每年的泛濫。而且他們發現,天狼星兩次偕日升起的時間間隔不是埃及曆年的365天而是365.25天。古埃及把黎明前天狼星自東方升起的那一天确定為歲首。可以說,我們使用的“公曆”這種曆法的前身,最早就是從古埃及誕生的。

我們知道,金字塔都是從天文學的角度構思建造的。天狼星是少數與金字塔相關的星球之一,不過,恰恰是這種對天狼星的關注倒使人感到相當奇怪。因為,人們要從孟菲斯城觀察天狼星時,隻有在尼羅河泛濫初始,貼近地平線的微茫晨曦之中才能見到它。在埃及有一本内容詳細的曆書-公元前421年的,夠讓人感到迷茫的!

這本曆書以天狼星升起(初顯為7月19日)為準,并且确定年周期為3.2萬多年。(争議:《天狼星曆書》看來完全是一種純粹假定的産物,一種概率計算,因為它确實從來沒有能預報過尼羅河泛濫和與之相關的現象,即天狼星在晨曦籠罩的地平線上出現,純系偶然。尼羅河不是年年泛濫的,況且尼羅河不總是在同一天泛濫的。究竟為什麼出現一本《天狼星曆書》呢?這方面也再次出現一種古代的文獻資料?有沒有被古代祭司作為秘密小心翼翼地隐藏起來的經文資料或者承諾呢?我們無從得知)。

在埃及,幾乎所有宗教建築和喪葬建築的朝向都具有天文學意義。被埃及人用準直儀對準的天體之一是天狼星。許多神廟都朝向這顆星(例如:丹德拉的哈托爾神廟)。天狼星是夜空中最亮的一顆星,易于尋找。然而,僅此特點并不足以解釋全部。建築師們已牢記這一确切位置:即接近7月15日時天狼星在天空中的方位。在古埃及,天狼星在每年此時重返天際。為何說是“重返”?沒錯!我們無需苦習天文學知識便可理解這一點:地球圍繞太陽公轉以及地球自轉導緻夜空中的星象每晚都不同。夜幕降臨時,一部分星升起的時間一天天地推遲,直至在夜空消失數周,之後又重返天際。

事實是,每年7月中旬,在“逃遁”70天之後,天狼星又重新“現身”。日出前,它出現在熹微的晨光裡,閃耀在埃及的天空。然而,湊巧的是,一年一度的尼羅河漲潮-這一埃及人生活中不可或缺的重要事件也發生在此時。每年7月中旬,當天狼星在黎明前從東方升起,尼羅河便開始泛濫。一些淤泥随河水溢出河床,滋潤了周圍的土地。等到潮水退卻,農民便着手在肥沃的土壤上播種。埃及所有的農業生産都與尼羅河漲落潮息息相關。于是,埃及人便視天狼星為神明,頂禮膜拜,就連所建神廟的朝向都要與天狼星升起之處保持一緻。

另外還有一個與此相關的謎題,是與天狼星相關的。古埃及人最愛将天狼星與伊西斯相連結。伊西斯是奧西裡斯的妹妹兼配偶,也是荷魯斯之母。在金字塔經文中有一段話,正是針對奧西裡斯所寫:

你的妹妹伊西斯來了,你高興,你愛。你把她放在你上面……因為有了孩子,伊西斯變大了,就像賽普特(Sept,指天狼星)一樣。荷魯斯·賽普特(Ho—rus—sept)以賽普特居民的名義生了下來。

對這段文字也許我們能做出多種解釋。但最讓人感興趣的,顯然是從“因為有了孩子,伊西斯變大了”而暗示她的“雙重身分”。不僅如此,孩子生下後,荷羅斯并沒有離開,而是留下來成為了“賽普特的居民”。

作為一顆不同尋常的星星,天狼星在北半球的冬夜裡格外明亮閃爍。一如金字塔經文所示,它有着雙重星球系統身份:我們所見為天狼星A。天狼星B則圍繞在天狼星A周圍,隻是因為其體積太小,我們的肉眼無法看見罷了。美國天文學家艾爾文·克拉克(ALvinCLark)直到1862年才用當時最大、最新的天體望遠鏡,發現了它的存在。這也是世人第一次見到天狼星B。然而,金字塔經文的撰寫者,又是如何得知天狼星為一個雙重星球系統的呢?

無論是古埃及人還是“諸神”,他們必然都用了大量時間進行天象的觀測,特别是對天狼星的觀測更加深入。古埃及擁有一份極為方便的天狼星周期曆法概念,他們相信這是天神所賜(古代埃及曆的周期為1460年,太陽曆的周期為1461年)。

所謂天狼星周期,亦即“天狼星再次和太陽在同樣的地方升起的周期”。在固定的季節中,天狼星自天空中消失,然後在太陽升空天亮以前,再次從東方的天空中升起。從時間上計算,若将小數點的尾數除去,這個周期則為365.25日。

尤其讓人驚訝的是,我們用肉眼能夠辨别的2000顆星星中,精确地以365.25日為周期,與太陽同時升起的星星隻有一顆,這也正好是天狼星“正确的運動”(Propermotion,這顆星球在宇宙中運動的速度)與歲差運動的結果。同時,在古埃及的曆法中,特地将天狼星比太陽早升空的那天,定為元旦日。而此前,在海裡歐波裡斯,這個金字塔經文的撰寫地,古埃及人早巳計算出元旦日的來臨,并通告了尼羅河上的所有神殿。

在金字塔經文中,天狼星被命名為“新年之名”(Hernameofthenewgear)。種種迹象顯示,天狼星曆至少和金字塔經文的曆史同樣悠久,而兩者的起源,無一例外地都被裹進了遙遠的太古迷霧中。這之中最使人難以索解的謎便是,在那無比久遠的太古時代,究竟是誰以如此高超的科技知識,觀察并記錄了太陽與天狼星周期之間,非常巧合地差365.25日?法國數學家史瓦勒·魯比茲(R.A.SchwallerdeLubicz)曾經說過,天狼星的周期為“完全無法料想的意外天體現象”。

對發現這種純屬偶然現象的科學家,除去敬佩之外,我們無話可說。選中這個二重星的天狼星是因為在無數星星中,唯一隻有它才以正确的方向,移動了必要的距離。至今我們仍然忘記了,這個現象,人類早在4000年前便已了然于胸,而要發現此一現象,必須通過對天體運動的長期觀察。

我們從金字塔經文中能夠得到的推論則是:長期正确地觀察天體運動,并科學地将這記錄下來,是史前埃及人經某種承傳而得來的遺産。

羅馬文化

天狼星在許多的文化上都有特别的意義,特别是代表狗。事實上,他是大犬座中最明亮的星,在口語上最常被稱為"犬星"。他也是傳統的獵戶神話中的狗:古希臘人認為天狼星的光芒對狗有不良的影響,使它們反常的出現夏季熱("犬日"):它們過度的喘氣導緻過份的幹燥和置身疾病的危險中。在極端的例子中,口吐白沫的狗也許有狂犬病,可能導緻被咬的人受到傳染和死亡。古羅馬人知道這些日子是三伏日并稱這顆星是小犬(Canicula)。

亞洲文化

在中國天文學,這顆星稱為天狼星(天上之狼);中文的羅馬拼音:Tiānláng;日文的羅馬拼音:Tenrō;韓國的羅馬拼音:Cheonlang),在中國二十八宿中,天狼星屬于井宿,并位于它裡面的天狼星官。天狼這個星官中也隻有它一顆星。古代的中國人将今天船尾座和大犬座的部分星星結合想像成橫跨在南天的一把大弓,并劃歸到“弧矢”星官中。在這種組合下,箭頭正對着天狼星。意為“射天狼”。《江城子》中“西北望,射天狼”的句子就是這麼來的。關于弧矢星官,古人還有俗語:天弓張,天下盡兵。即占星家用它預報軍事情況。

相似的組合也出現在埃及丹德拉(Dendera)的哈索爾神廟壁畫上。在後期的波斯文化,這顆星稱為Tir,并且被當成一支箭。沙特女神(Satis)将她的箭畫在牛頭人身的女神哈索爾(天狼星)之上。

美洲文化

在更遠處,許多北美洲的原住民也将天狼星與狗連結在一起;在西南方的原住民Seri和托赫諾奧哈姆族注記這顆星是跟随着綿羊山的狗,黑足稱之為'狗臉',柴羅基族将天狼星和心宿二配成一對,做為靈魂之路兩端的看守犬。内布拉斯加的波尼族有幾種聯想;狼族視它為'狼星',而其他的部落認為是'郊狼星'。到了更北方的阿拉斯加白令海峽的Inuit稱這顆星為“月之犬”。有些文化将這顆星與弓和箭聯系在一起。

也許是曆史文化的原因,也許是個人心情的原因,天狼星注定是無法與浪漫、熱情相聯系的星,可以和戀人、朋友,一同看月亮,看流星雨,看金星或是火星,但是,蒼白并帶有藍色光亮的閃爍的天狼星卻無法讓人心情愉悅,也許正是因為這種獨特的個性,他吸引了無數孤寂的心。

相關記載

天狼與弧矢。均在井宿内。天狼為全天最亮之星。弧矢九星,居天狼之東南,八星如弓弧,外一星如矢,故稱弧矢。

《開元占經》卷六十八引《荊州占》說:“狼星,秦、南夷也。名曰候,一名天紀,一曰天陵。狼者賊盜,弧者天弓,備盜賊也。故弧射狼,矢端直者,狼不敢動搖,則無盜賊而兵不起。動搖,明大,多芒,變色不如常,胡兵大讨。“

《楚辭·九歌·東君》“舉長矢兮射天狼,操弧矢兮反淪降,”前引張衡《思玄賦》“彎威弧之拔刺兮,射嶓冢之封狼”,可能都是以天狼泛喻貪殘之人,以弧矢射之喻誅除暴惡。若以占星家觀念揆之,則《楚辭·九歌·東君》以天狼喻秦,以射天狼為抗擊秦國,也不為無據。宋人認為“天弓張,則北兵起”。

(《宋史·天文志四》),則弧矢所指,包括西北兩方,于北宋為遼與西夏。

詩歌中的記錄

在中國古代,天空中每顆亮星都有自己的含義,比如紫微象征皇室。天狼星,在古代則象征侵略,在蘇東坡寫下這首詞時,北宋的西北邊境上正受西夏的侵擾。詩人用“天狼”指代“侵略者”,那麼“西北望”的方向就非常明确。

蘇東坡填過的幾首江城子中,有兩首是具有較大影響力,《江城子·密州出獵》是一首比較有典型性的詞。說典型是因為這首詞可以認為蘇東坡的第一首豪放詞,寫完之後他本人對自己的作品也十分得意,數日之後他寫信告訴朋友鮮于子駿的信中說:“近卻頗作小詞,雖無柳七郎風味,亦自是一家,呵呵。數日前獵于郊外,所獲頗多。作得一阕,令東州壯士抵掌頓足而歌之,吹笛擊鼓以為節,頗壯觀也!”

老夫聊發少年狂,左牽黃,右擎蒼。

錦帽貂裘,千騎卷平崗。

為報傾城随太守,親射虎,看孫郎。

酒酣胸膽尚開張,鬓微霜,又何妨!

持節雲中,何日遣馮唐?

會挽雕弓如滿月,西北望,射天狼。

(《江城子·密州出獵》)

全詞氣勢恢弘,通過出城打獵這個娛樂活動,表現出一個文人志在抗敵報國、為國平亂的遠大抱負。

最後一句“西北望,射天狼”值得推敲一下,如果以為是從蘇轼當時所在地理位置“西北望”,那就錯了。因為天狼星處在南半球,從地球北半球看是絕對不會位于西北的。《正義》:“弧九星,在狼東南,天之弓也。”《宋史·天文志》:“弧矢九星在狼星東南,天弓也。”也就是說天狼星在弧矢西北。因此蘇轼用“西北望”,是從弧矢九星的位置說。

與此相仿,楚辭《九歌·東君》裡有一句“青雲衣兮白霓裳,舉長矢兮射天狼”。是屈原用天狼星影射當時在楚國西北部的強秦。

蘇轼表達“西北望,射天狼”類似心境的詩詞還有:

河西猛士無人識,日暮津亭閱過船。

路人但覺骢馬瘦,不知鐵槊大如椽。

因言西方久不戰,截發願作萬騎先。

我當憑轼與寓目,看君飛矢集蠻毯。

(《郭綸》)

亂山圍古都,市易帶群蠻。

瘦嶺春耕少,孤城夜露間。

經過邊有警,征馬去無還。

自頃方從化,年來亦款關。

頗能貪漢布,但未脫金镮。

何足争強弱,吾民盡玉顔。

(《戎州》)

部落之謎

居住在馬裡共和國廷布克圖地區南部山區的多岡人,是非洲仍然保持着原始叢林生活的土著民族之一。

1930年,兩位法國人種學家馬賽爾·格裡奧列和喬邁·狄泰倫深入到多岡原始部落中,收集了許多獨特的神話和傳說。他們意外地發現了天文學家争論了一個世紀的天狼色變之謎,竟在多岡人的神話傳說中找到了答案。

天狼星是夜空中肉眼能看到的最明亮的星星之一,盡管它距地球8.7光年-51萬億英裡之遙。不少的古代天文着作,都記載着天狼星是深紅色的,而現代人眼中的天狼星卻是白色的,為什麼天狼星的顔色發生了變化呢?這個謎深深地吸引着科學家們。

多岡人告訴法國科學家,天狼星是由一顆大星和一顆小星組成的,小星是一顆黑色的、密度極大而又看不見的伴星,它在橢圓軌道上圍繞大星運動。他們還知道小星運動周期的2倍是是100年,他們世代相傳,天狼星是天空中最小而又最重的星,有一種地球上沒有的發光的金屬物質,在一次事故中,天狼伴星突然爆炸并發生強烈的光,以後便逐漸暗淡了。盡管多岡人肉眼看不見這顆暗淡的伴星,老人們卻能用手杖在地面上劃出這兩顆星的運行路線和各種圖形。當天狼星出現在兩座山峰之間時,就舉行一種叫“錫圭”的祭祀儀式,大約每60年一次,是最隆重的宗教活動儀式。

鄧波爾認為,多岡人對天狠星的知識既詳細又準确。正如我們所見到的,他們也如我們一般,聯想到了天狠星有一顆看不見的伴星。多岡人把這顆伴星叫做“谷星”。多岡人所以将其稱為谷星,大概正是因為它小得幾乎無法看見的緣故。據多岡人說,“谷星”是由現在人們所知道的最重的金屬所構成,這種金屬甚至比鐵還要重。這即意昧着,多岡人知道天狠星B具有很大的密度。

多岡人還畫了許多有關天狼星系統的祭禮性圖畫,這些畫表明多岡人了解天狼星B繞天狼星A轉動的軌道是橢圓的,處于中心位置的是天狼星A。根據多岡人的傳說,鄧波爾甚至繪出了天狼星和“谷星”擺動軌道的一幅圖,結果發現,它與現代天文學家所繪的天狼星A和B所繪的同一種圖驚人地相似。

據多岡人說,他們祖輩關于天狼星B的知識,是一位名叫“偌默”的神傳授的。多岡人至今還保存着一張畫,上面清楚地畫着,他們信仰的“神”乘坐一艘拖着火焰的大飛船從天而降,落到他們氏族來的情景。

多岡人的天文學傳統并不僅僅限于天狼星。他們說木星有4個月亮而土星則有光環,他們将這兩顆行星在他們所繪的圖中表現了出來。

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