图64 弗雷德里克·德·威特于1670年绘制的星座图
我们既已完成了对于我们所居住的这一部分空间的考察,现在便要转向那辉耀诸天的群星所占据的更辽远的空间了。
平常肉眼所能看见的全天恒星数约在5000~6000之间。其中只有一半可以同时在地平线上,这一半中又有许多太接近地平线,因而被城市光以及那一方向更加浓厚的大气所遮蔽。在晴朗无月的乡间夜晚,平常肉眼可以立刻看出的星数大约是1500~2000。肉眼可见的星称为“亮星”(lucid stars),以别于在望远镜下我们所能看见的极大的一批恒星。
当我们见到群星在夜空闪烁时,我们很容易忘记它们并非在同一个距离上这个事实,因为看起来它们似乎都有同等的距离。我们可以假想它们是被安在一个大圆球的内部表面上,这大圆球便将地球完全包裹。这球在它偏斜的轴上旋转的结果使星辰都出于东而没于西。但对于一个北纬中部的观测者而言,环绕北极一圈中的星永不沉没——正如我们在第一章讲到的,这被称为恒显圈;而环绕南极一圈中的星却又永不上升。这大天球每一恒星日向西旋转一周,因此约为不到4分钟旋转1度。
大家都知道这是因为地球绕轴向东旋转才使天上景物每天向西转的。同时又因为地球绕太阳作公转,太阳又看来仿佛在众星间缓缓向东移动,每天差不多够1度,一年绕黄道一周。这种地球自转结果都在前面已经讲过了。
由于太阳的向东移动,依地球自转为准的恒星日一日便差不多比太阳日一日短4分钟了。每夜的星辰都比前一夜早起约4分钟,而在同一小时内也要较前偏西1度。四季轮流下去,因此所有的星辰都交替逐渐从夜空中经过。
星辰也并不是平均分布在天上的,它们都聚成一团一团。其中有一些,例如北斗或飞马座大正方形,都非常醒目,使人一见不忘。古人也和我们一样对于天上显著的星群非常熟悉。宇宙的样貌在几千年中是很少变化的,古人给这些星群起了名字,因此开始有了星座。
图65 北斗七星
我们的星座是远自古希腊人传下来的(其间当然有了修改和补充),而古希腊人又大概是从美索不达米亚(Mesopotamia)的居民那里学来的。远在公元前9世纪古希腊诗人荷马(Homer)就提到了大熊座、猎户座及其他著名的天上形象。古代星座(约共50个)的最早最完全的描写可以在马其顿(Macedonia)王的宫廷诗人亚拉图斯(Aratus)作的Phenomena(公元前270年所著)中找到。星座的名称都是神话中英雄和鸟兽的名字,也都与一些很熟悉的故事有关联。
现在公认的星座有88座,其中有18座环绕南极,在北纬中部不能见到。这些原有星座的补充是用来填补古代星座之间的空白,还有些在南极附近的星座也是古希腊人看不见的。
天文学家仍保存了星座的拉丁旧名字,但旧有的英雄及鸟兽的图像却不见于现代星图中了。为了实际的方便,星座成为天上的包括不同星群的区域,由我们任意定下的疆界,正如同地上的国界一样由国际间共同协定。星座的疆界都要对天球赤道平行或垂直。所有在这一星座疆界内的星都属于这一星座。而任何时候若有行星或太阳或月亮在其中时,也说它是在这星座中。
因为月亮和行星以及太阳大都不会离开黄道太远,它们便常常和依循黄道的黄道带上十二星座连在一起了。这十二星座的名称是:白羊(Aries)、金牛(Taurus)、双子(Gemini)、巨蟹(Cancer)、狮子(Leo)、室女(Virgo)、天秤(Libra)、天蝎(Scorpio)、人马(Sagittarius)、摩羯(Capricornus)、宝瓶(Aquarius)、双鱼(Pisces)。黄道带是环绕天球的一道16度宽的带子,黄道正在其中。平均分为十二区域便是黄道十二宫,从春分点向东数起,十二宫的名字便是那十二星座的名字。2000年前每一宫都正好包括所属星座。但因为有岁差的缘故(我们已经说过的),黄道十二宫已向西移动,因此十二宫已不与同名的十二星座完全相符合了。
本章的目的是帮助读者认识在北纬中部一年之间可见的主要星座。其中大半都有特殊形状的星的连合,例如正方形、十字形、勺子形,都很容易依据星图和解说从天上认出来。每一季都有自己的夜天星座,从哪一季开始认起是无关紧要的。不论是谁,只要开始认起星座大概总会继续下去,直到一年中认识全天的,因为不断地有熟悉的星座向西方消逝而新的星座由东方出现。
为方便起见,我们把天上可见区域分为5区。首先是北天星座,环绕天极永不没落,因此在北纬中部终年可见。其余4区的星座都有出有没而且大半经过天顶之南。我们现在划定每一季中晚上9时经过子午圈的星座。星图中我们大半只画出较明亮的星,为的是避免混淆,也因此免除了星座的疆界。
北天星座
北天星座的图即本书第一编中的图2。图的中心是天球北极,星辰环绕它按逆时针的方向旋转,周期是23小时56分钟。要星图正合晚上9时的天空,可把图转动使本月份现于顶上。
首先是大熊座(Ursa Major),其7颗亮星合成我们熟悉的勺子形。这一群星终年可见,只有秋季太近地平线或许不能看到。注意勺子顶端的两颗星,这便是所谓“指极星”(Pointers),因为这两星形成直线直指北极星,北极星(polaris)靠近图的中心,到极的距离在1度以内,因此正好成为北天极的大致不差的标志。
北极星属于小熊座(Ursa Minor)。正在勺柄的末端,座中除勺边二星外都很微弱。那两颗星称为极的守卫,因为它们不息地绕着极旋转。
如果不见指极星时,要寻找北极星可以直向北方望去,它离地平的度数正和观测地点的纬度相等。因此在北纬45度的地方,北极星正居于天顶到地平的正中间。
在北天极的另一边,方向正和大熊座相反,距离北天极也大致和大熊座相等的是仙后座(Cassiopeia)。有5颗亮星形成一个W或M字母。再加两颗较暗的星,便成了仙后的宝座,只是该宝座的背非常弯曲,怕是要填上一个靠垫才能舒服。
在仙后座前方的是仙王座(Cepheus)。有人觉得它像教堂的尖顶,尖冲着极。在仙王座之前,差不多在北天极与大熊座之间的是天龙座(Draco)的V字形的头部。这龙的身-躯都是些较暗的星,可以凭借星图找到它们。它围绕着北天黄极,这黄极约在从北极星到龙头的2/3的地方。这一点上没有亮星,它却正是天极因地球自转的岁差而非常迟缓地画着大圆的中心。
以上是北天五大星座。认识了它们以后,我们便转身向南,选择合我们观测季节的星图。姑且假定是在秋季。
秋季星座
图66表示秋季点缀南天的主要星座。垂直看来,月份下方是本月晚间9时经过子午圈的星群,从天顶(靠近上边)到南方地平(靠近下边)。
飞马座(Pegasus)的大正方形是秋季天空最易辨认的符识。秋初它出现于正东方。11月1日前后晚9时它在南天最高处。这大正方形是由4颗2等星合成,每边约15度。正方形东北角的东北方是仙女座(Andmmeda)的大星云。这是最明亮的远在银河以外的旋涡星系,以后要讲到的,在肉眼看来它仿佛是一块长的雾状光斑。如果我们假想飞马座大正方形是勺子的斗,东北方的仙女座的亮星便成了这勺子把柄。但把柄末梢的星却是另外一个星座(英仙座)的星了。
英仙座(Perseus)正在银河中,星组成箭头状对着仙后座。在这两星座之间我们见到一块云状光斑,用小望远镜甚至望远镜都可把它分为两个星团,这便是所谓英仙座双星团。箭西边有一排3颗,中央一颗最亮,便是变星大陵五(Algol),是蚀变星的代表。
图66 秋季星座
我们现在所考察的区域内有黄道三星座:宝瓶座、双鱼座、白羊座。黄道赤道相交处的春分点(太阳于3月21日在此处)差不多在飞马座正方形的东边线延长一倍的地方。2 000年前春分点还在东北方白羊座。白羊座主要的星成为一扁三角形。
双鱼座之南是大星座鲸鱼座。这星座以其中红色双星蒭藁增二(Mira)著名。这颗星肉眼平常看不见,一年中只能见到一两个月。秋季星座这一部分我们已弄清楚了。其中只有一颗1等星,这便是南鱼座(Piscis Austrinus)中的北落师门(Fomalhaut),它约在10月中旬晚9时经过子午圈。
冬季星座
图67显示冬季星座,这是全天最光辉显赫的一部。其中亮星在凄冷的漫漫长夜中闪烁成各种颜色,仿佛要补偿这一季中日光的缺少似的。
猎户座(Orion)是所有星座中最辉煌的。4颗星构成一长方形,我们看来它正直立于南方。红色巨星参宿四(Betelgeuse)在上方东角,蓝色的参宿七(Rigel)在下方西角。横在长方形中部的3颗亮星成了这位英雄的腰带,而下面3颗暗星做了他的佩刀。3颗暗星的中央一颗其实并不是星,只是一个美丽的星云,猎户座大星云是望远镜中的伟观。
图67 冬季星座
猎户的腰带引领观测者的眼光到南方Sirius(天狼)上去。这是全天最亮的恒星,它属于大犬座(Canis Major)。在猎户座东方,与天狼及参宿四形成等边三角形的是一颗1等星南河三(Procyon)。这颗星在小犬座(Canis Minor)中。
顺猎户腰带上溯,我们便见到了V形的毕宿星团(Hyades),再过去便到更紧密的“七姊妹”昴星团(Pleiades)了。两者都是疏散星团的例证,以后我们要讲到的。毕宿星团在金牛座的头部,红色亮星毕宿五(Aldebaran)是牛眼,而东边另两颗亮星便是角尖。这两颗星上面是御夫座(Auriga),其中黄色大星五车二(Capella)是北半天球3颗最亮的星之一。
金牛座、双子座、巨蟹座是本区中的黄道三星座。本区中黄道是最北的一部分。
双子座形状也是长方形,东边一端有两颗亮星北河二(Castor)和北河三(Pollux)。1930年发现的冥王星便在本座中。名称代表北回归线的巨蟹座倒是不大明亮的,其中最有趣味的部分是在肉眼看来像云斑的Praesepe星团(鬼宿星团)。望远镜也可看出它是一疏散星团。
冬季星座区中也包括一部分银河,这也使一个晴朗的夜间星空更加美丽,虽然它并没有我们在夏天所见的那一部分那样明亮动人。
春季星座
当冬季这些明亮的星群消逝到地平线下的时候,便有另一些比较欠显赫的春季星群来代替。狮子座是这一区天空的领袖,它在傍晚的东天出现,在许多民族看来都是春天将到的先驱。4月中当晚9时前后它高高悬在南面天空。
认识狮子座可以注意它的7颗星所成的镰刀形,其中最明亮的一颗是镰刀把末端一颗1等星轩辕十四(Regulus)。镰刀之东是一直角三角形,三角形的最东一颗是五帝座一(Denebola)。有的人便由这星座中的星想象出一只狮子的轮廓来。
图68 春季星座
从五帝座一引一直线到大熊座勺子柄末端,中间经过两个不显著的星座——后发座(Coma Berenices)及猎犬座(Canes Venatici)。前一座中有一个星团,其中有的星可以被肉眼看见。有大望远镜的观测者对这一部分天空是极有兴趣的,因为其中挤满了旋涡星云和我们星系以外的非常遥远的系统。
最长的星座长蛇座(Hydra)横在春季的南天,像一道由星排成的不规则的线,从巨蟹座南一点差不多直到天蝎座。在它的中部附近有两个很有趣味的星座,一是巨爵座(Crater),像一只杯子;一是乌鸦座(Corvus),现为由相当明亮的星组成的四边形。
暂时再回到北天一下。本季中大熊座高于北极而且勺形倒转来了。依勺柄的曲线向南延长。不久便逢到一颗很明亮的橙色的星,再沿曲线延长下去约再过这样远,便又遇上略欠光彩的另一颗蓝色亮星。前者是牧夫座(Bootes)中的Arcturus星(大角),后者是室女座中的Spica(角宿一)。牧夫座像个风筝,大角正是在系尾巴的地方。
室女座是黄道星座中较大的一座,但其中的星没有组成可以使我们记得的一定形态。角宿一和五帝座一和大角形成一大等边三角形。从角宿一引到轩辕十四的线便差不多表示本区天空上的黄道一段。而在这根线上2/5的地方也便差不多就是秋分点,太阳在9月23日要从天球上这一点经过。
夏季星座
最多变幻而且最富兴趣的天界景物是在夏季。牧夫座东面紧邻的便是北冕座(Corona),可以立刻认出。这是一群星组成的半圆形,缺口对着北方。
再向东去便是武仙座(Hercules)的一部分,有的人看来觉得像一只展开翅膀的蝴蝶。此处有一个恰好为肉眼所见的球状星团,在望远镜中却是壮观之一。这一个恒星组成的大球是在北纬可见的这一类东西中最壮丽的。武仙座东部中便是“太阳向点”(Solar apex),以全星系眼光看来太阳系全体都正向这一点运动。
武仙座之东便是天琴座(Lyra),其中有蓝色亮星织女一(Vega)。再往东便是北方大十字形,中轴正顺着银河。这是天鹅座(Cygnus),其中最亮星是天津四(Deneb),正在十字形之顶。此处银河分为平行的两支流。我们且顺流而南下看看。
我们经过两小星座的旁边,一是天箭座(Sagitta),一是海豚座(Delphinus)。再过去便是较大些的天鹰座(Aquila),其中最明亮的星河鼓二(Altair,即牛郎星)和两颗较暗的星排成一直线。银河的西支流直到现在都是较亮的,在此却暗淡消隐,到南方再重新显现。同时东支流变得亮起来了,在人马座中汇成了许多大的星云。这一黄道星座的特色是其中的6颗星组成的倒转的勺子。
图69 夏季星座
人马座之西又是一黄道星座——天蝎座,这是最动人的夏季星座之一。它约在7月晚9时经过子午圈。其中最明亮的星心宿二(Antares)是真正的红色,这是已知的最大恒星,直径约有太阳的400倍以上。在南部低空的天蝎座与此时接近天顶的北冕座之间的一大块空白由两星座填补——巨蛇座(Serpens)和蛇夫座(Ophiuehus)。
认识著名的星座非常容易而且极有意义。不仅是这些形象本身已饶有兴趣,而且当夜的天空不再是星辰的无意义的堆积,而有了熟稔的面貌时,我们就会常常去仰视天空了。这时大概很容易吃惊地发觉竟有那么多有趣事件在天上不断出现,而从前居然完全没有知觉的吧。
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