西北望,射天狼

作者:汪婕舒 | Jieshu Wang | 首发《Newton科学世界·数字版》


冬夜,如果你远离城市的霓虹灯,那么你可以仰望南方的星空,寻找那颗最亮的星。

你也许会注意到,有三颗星紧密地连成一条直线,这就是猎户座标志性的“腰带”。把这条直线往东南方向延伸,可以看到一颗特别亮的星星,这就是大犬座的天狼星。由于它是大犬座最亮的星,因此也被称为“大犬座α星”。

猎户座三颗星与天狼星的位置。图/stellarium

天狼星(Sirius),就是夜空中最耀眼的恒星,比太阳亮20倍。虽然它不及月球、金星和木星明亮,有时候甚至也比不上火星和水星,但这些都是无法自己发光的行星。天狼星是一颗真正发光发热的恒星,在深邃冰冷的宇宙深处燃烧着。它的光芒,日夜兼程8.6年,才来到地球人的面前。

天狼星与南河三和参宿四组成了冬季大三角。地球上只要有人居住的地方,几乎都能看见它。因此,各个民族都对天狼星倾注了极大的热情和揣测,也衍生出许多神话故事。

 

冬季大三角。图/stellarium

 

公元前8世纪,古巴比伦人刻在泥版上的楔形文字中就有对天狼星的记载。古埃及人称天狼星为索提斯(Sothis),意思是“水上之星”。索普德特(Sopdet)被认为是神化的天狼星,通常被描绘为一位头顶五角形的女神。每年7月,天狼星首度偕日升后不久,尼罗河就开始泛滥,带来肥沃的土壤,索普德特也因此成为土壤肥沃的女神。古埃及的太阳历也是基于此制定出来的,并将天狼星偕日升这天作为一年伊始。

古埃及女神索普德特的画像。图/维基百科

希腊神话中,天狼星所在的大犬座代表一条名为莱拉普斯(Laelaps)的狗,是宙斯送给腓尼基公主欧罗巴的礼物,有时也被看做俄里翁(死后化为猎户座)的狩猎犬。

大犬座

在希腊,天狼星总出现在炎热干燥的夏季,它的名字“Sirius”也正来源于古希腊语中的“烧灼”或“炎热”。在卫生条件落后又没有空调的古希腊,夏天意味着许多不愉快。人们认为天狼星引起了植物的枯萎、男人的虚弱和女人的烦躁,甚至它的闪烁也被认为是瘟疫的征兆。天狼星出现后,进入酷暑,狗也容易反常,于是这个季节被称为“狗日”(Dog Days),这些狗称为“热狗”(hotdog)(作者按:这半句是扯淡……)。希腊基亚岛还曾出土过公元前3世纪的钱币,上面刻有狗笼罩在光芒中的形象,正是天狼星的形象。

基亚岛出土的钱币

而中国人则把天狼星看成主侵略的恶星。最有名的诗句莫过于苏轼的《江城子·密州出猎》:“会挽雕弓似满月,西北望,射天狼”。可是,天狼星明明位居南天,怎么是“西北望”呢?一些人认为苏东坡不懂天文,也有一些人认为,这个“弓”并非实际的弓箭,而是船尾座和大犬座结合形成的一把横跨南天、朝向西北的大天弓(弧矢),射向代表外来侵略者的天狼星。

弧矢和天狼星。图/Stellarium

当然,你在《哈利·波特》中也会看到天狼星的影子。“小天狼星布莱克”(Sirius Black)正是哈利·波特的教父,因被陷害而囚禁在阿兹卡班监狱中。他变成动物后,就是一只大黑狗。

 

通过现代的天文观测手段,人类已经知道,天狼星是一个双星系统,包括天狼星A和天狼星B。它们之间相距约20个天文单位(30亿公里),公转周期为50年,交缠在一起已长达2.3亿年的时间。它们漂浮在8.6光年外的宇宙空间,并以每秒7.6公里的速度离我们远去。

哈勃望远镜拍摄的天狼星A(中央)和天狼星B(左下部的小亮点)。图/NASA

天狼星A,也就是我们肉眼所见的天狼星,是一颗正值当年的主序星(在显示恒星演化过程的赫罗图上,位于左上角到右下角的“主序带”上的恒星)。它的质量约为太阳的2倍。

天狼星B则是一颗白矮星(演化到晚年期的恒星),体积非常小,在可见光谱中十分暗淡,比它的兄弟暗1万倍,很难发现。直到1862年1月,美国天文学家阿尔万·克拉克(Alvan Clark)才使用当时口径最大的折射式望远镜,首次观测到天狼星B。

天狼星于1793年到1880年间的运动轨迹。图/维基百科

由于体积娇小,天文学家将天狼星B亲切地称为“小狼”。但实际上,它的年龄更老,过去曾很大很亮。如今,它已步入老年,虽然质量和太阳差不多,却塌缩到只有地球这么大的体积,因此密度非常大。粗略算来,它的密度约为1.85×10^9kg/m^3。这是个什么概念呢?地球上密度最大的是金属锇,为22.5×10^3kg/m^3,仅是天狼星B密度的8万分之一。边长约为0.8毫米的一个立方体的天狼星B物质,就重达1千克,而一颗豌豆大的天狼星B物质,就有230公斤重,相当于2012年伦敦奥运会上,由哈萨克斯坦运动员伊林所创造94公斤级挺举世界纪录(233公斤)。(脑补一下,肌肉发达的大个子,咬牙切齿、青筋毕露,缓缓举起了一颗豌豆……)它表面的重力比地球高40万倍,估计咱是站不起来了。

虽然天狼星B在可见光范围比天狼星A黯淡许多,但根据钱德拉X射线望远镜的观测,它发出的X射线却比天狼星A强烈许多。如果你具有X光的视觉,那你将看到天狼星A隐没在“小狼”的耀眼光芒中。

天狼星双星发出的X射线。明亮的那颗是天狼星B。图/NASA/SAO/CXC

晴朗的冬夜,请抬头向南寻找天狼星吧!如果你竟然在它旁边发现了天狼星B,那你可真该配副眼镜啦!

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