一閃一閃亮晶晶？是什麼讓星星忽明忽暗，「眨眼睛」？

2023-04-01 08:36:41 6

▲夏季銀河，亮星空激發了人們無限的想像力。在古代中國，人們把銀河與長江最長的支流之一——漢江聯繫在一起，並把銀河稱為「韓隱」。照片/「與星星共生」

星星讓夢想更加明亮。

自古以來，人類就喜歡仰望星星。在劉的小說《溫超島》中，我們的祖先因為看星星太久而引發了對外星文明的警告，這意味著人類有創造世界的力量。

現在，我們對star 空更感興趣。美國宇航局渲染的照片把我們從地球帶到了遙遠星系的一邊。天文學甚至告訴我們，人類是恆星的孩子，因為我們身體中幾乎所有的元素都是恆星創造的。觀星是我們與數萬年前甚至數百萬年前的源頭和光之間的對話。

當抬頭看星星空時，也許某個外星文明正在抬頭看你？然而，我們的太陽不是一顆非常明亮的恆星，當我們離太陽大約55光年時，我們無法用肉眼看到它。

那麼，我們在晚上看到的所有星星都是惡意角色？

事實並非如此。天空中最亮的星星是誰？

星星:誰比誰聰明？

星星的亮度是由它的大小來判斷的。

公元前134年，古希臘天文學家伊巴古首次提出了星等的概念。他把他能用肉眼看到的1025顆恆星編入了一個目錄。伊巴谷根據亮度將手錶中的星星分為6級，其中一級最亮，六級最暗。

▲亮星空，自古以來就吸引著人們。照片/「與星星共生」

望遠鏡出現後，人們看到了更多的恆星，其中大部分比6級恆星還要暗。舊的量的概念是不夠的...1850年，英國天文學家普森利用一等星比六等星亮100倍的定量關係，重新量化了星等的概念。在新的定義中，每一級恆星之間的亮度差是2.512倍，所以即使肉眼看不到的恆星也可以根據這個規則來計算。

▲什麼能比star 空更能激發藝術家的創作欲望？1888年9月下旬的一個月夜，大約11點鐘，梵谷畫了《羅納河的星星空》,但實際上沒有北鬥七星。照片/梵谷

還有一些星星比星星亮，比如天空中的1 空，比如月亮、金星，甚至人造衛星，它們的亮度用小於1的數字來表示，比如0和-1。

隨著觀測儀器越來越先進，人們對震級的觀測精度越來越高，範圍也越來越大。

在整數之間，小數也可以用來準確表示恆星的大小。例如，織女星最初的星等是0，經過精確測量後，它的星等是0.03。人類只能用肉眼看到6.5級的極限。然而，即使是31.5級的遙遠星系也能被哈勃望遠鏡在地球軌道上觀測到。這些星系的亮度只有人類肉眼能分辨的下限的1/10億。

▲深度空的哈勃望遠鏡圖像，其中最暗的星等只有30。圖/維基百科

在夜晚空時，一個巨大的星系，可能只是一個模糊的點，一顆耀眼的藍色恆星，看起來甚至沒有火星明亮。恆星的星等只是用來測量它們所看到的亮度，而不是它們的實際亮度，所以它也被稱為表觀星等。

距離是大小的決定性因素。大多數肉眼可見的恆星都在數百光年以內(星系很大，甚至可以在更遠的地方看到)。肉眼可見的最遠天體是三角形星系，它距離地球約290萬光年，星等只有6.3。我們需要有清晰的空，沒有光汙染，明亮的眼睛和其他多種先決條件，然後我們才能勉強承認它。

▲從地球上看，三角洲星系的表觀星等約為5.76.3，接近人眼可識別的極限。圖/維基百科

此外，宇宙中大量的星際塵埃也會使原本明亮的恆星變暗。手槍星位於銀河系的中心，是銀河系中最亮的恆星之一。它的亮度是太陽的160萬倍。20秒內釋放的能量等於太陽一年內釋放的能量。沒有宇宙塵埃的影響，它的星等是4，但實際上肉眼是看不到的。

▲手槍星。照片/美國航天局

為了測量恆星發光的真實能力，人們還發明了絕對星等的概念，即假設恆星距離地球32.6光年，測量恆星的表觀星等。在這個概念下，太陽的亮度只能被看作是一個下級。對於不發光的天體，如行星和彗星，它們的絕對星等是在一定條件下反射太陽光後的亮度。提出這一概念沒有實際意義，只是為了便於計算。

天空中最亮的星星是誰？

在正常情況下，夜晚最亮的星星是月亮。

當月亮處於近地點和滿月時，月亮是最亮的，理論上它的星等可以達到-12.9。實際上，滿月時的平均星等是-12.74。即使在遠地點和新月處，理論上的最低星等也能達到-2.5。月亮如此明亮，有時我們可以在白天看到它。

明亮的滿月。照片/視覺中國

月亮如此明亮的核心原因是它離地球太近了。人們可以用肉眼看到月球表面的黑暗平原——月海。這些陰影曾經激發了古人無盡的幻想。

幾乎所有的月海都位於月球的前部，佔前部總面積的31%。圖/維基百科

然而，在每個農曆月的29日或30日，月亮會消失，這一天被稱為「回日」。在「灰色的一天」，天空中最亮的星可能是金星或木星。

在古代中國，金星有許多名字，太白就是其中之一。「大而白，所以叫太白」，古人對它的亮度表示欽佩。在夜晚，當金星可以被看見空時，它的表觀星等可以達到-4.7，這足以反射物體的陰影。

▲海濱之夜空照片。地平線上出現了一縷曙光，可以看到許多星星。金星在中心，比照片中的其他恆星更亮，它的反射光甚至在海裡都能看到。圖/維基百科

晚上，地球的半球背向太陽。金星的軌道位於地球和太陽之間，所以只有當它的距離角(從地球上看，行星和太陽之間的分離角)足夠大時，人們才能在黃昏空的西方天空和黎明空的東方天空看到它。但是當金星的俯仰角太小時，它會隱藏在地球後面，在夜晚像月亮一樣消失。

▲夜空空排列著新月、金星和木星。在兩顆小星星中，金星(下面的星星)可以看得更大更亮。照片/「與星星共生」

當月亮和金星都遠離夜晚空時，木星被稱為霸王星，星等為1.6至2.94。儘管木星離地球很遠，被一層小行星帶隔開，但它贏得了一場大勝利。木星的質量是太陽系其他行星總和的2.5倍，體積是地球的1321倍。這個巨無霸反射的光甚至把離地球更近的火星兄弟比作過去。

▲天空中的木星空有時會「逆行」，這是地球和木星公轉周期不同造成的視覺現象。照片/「與星星共生」

儘管月亮、金星和木星都有很高的亮度，但作為太陽系中的天體，讓它們比幾十或幾百光年以外的恆星更亮顯然是「有害的」。它們不會自己發光。它們都被太陽襯託著。與太陽系中的行星和衛星相比，那些燃燒自己並照亮夜晚的恆星對我們更有吸引力。

"我可以畫一個像滿月一樣的雕弓，向西北方向看，射天狼."這是宋代詩人蘇軾在《江城子·密州打獵》中的一句話。蘇軾拍攝的天狼星實際上是天空中最亮的星星。

天狼星是大犬座的阿爾法星。它很容易找到。旁邊是著名的獵戶座。獵戶座有一條由三顆星星組成的腰帶。很明顯，天狼星就位於獵戶座圖像的左側下方。它與獵戶座參宿四和小犬星座阿爾法星南和3形成了著名的冬季三角。

▲天狼星和獵戶座之間的位置關係，獵戶座的「腰帶」很容易識別。這顆星空是四月的北極星空，天狼星在夏天看不到。圖/天空指南

宇宙中的天狼星實際上是一個雙星系統。我們看到的是天狼星A。天狼星A的質量是太陽的2.1倍，亮度是太陽的25倍，離地球只有8.6光年。這些先天的優勢使它成為夜晚最亮的星星空。

至於天狼星雙星中的另一顆天狼星B，也被稱為「小狼」，是一顆死了的白矮星。在天狼星A耀眼的光芒下，「小狼」直到1862年才被發現。

▲畫家描述的天狼星A(左邊的大星星)和天狼星B。圖/維基百科

在中國文化中，天狼星是「主要入侵的預兆」中的「邪惡之星」。蘇軾筆下的天狼星指的是當時抗擊宋朝的西夏王國。蘇軾提到的拍攝天狼星並不僅僅存在於想像中。在天狼星的西南部，真的有幾顆明亮的小星星叫做「人馬座」。古人把這些小星星想像成一張弓和一支箭，為射向明亮的天狼星做好了充分的準備。

儘管夜晚最亮的星天狼星是一顆「壞星」，但第二亮的星卡諾普斯是一顆幸運星。

▲探險6號拍攝的卡諾普斯。圖/維基百科

在中國北方很難看到船底座的阿爾法星，因為船底座是南方的星座。由於罕見，這顆恆星為古人所珍愛，人們給它取了一個別名，叫做南極老年星。是的，這顆星是南極仙翁的化身。據說，如果任何人只用一隻眼睛就能看到它，他就會永生。

▲老人星的位置。照片/「與星星共生」

冬天夜幕降臨後，卡諾普斯幾乎上升到南方地面。低氣壓空處的濃厚而汙濁的空氣使它變得非常沉悶，看起來像一顆最多3到4度的暗星。然而，Canopus實際上是地球700光年範圍內最亮的恆星。

距離地球310光年的Canopus是一顆藍白色的F型超級巨星。它的質量大約是太陽的8倍，直徑是72個太陽。它的亮度是太陽的16000倍。如果Canopus位於太陽下，它發出的光肯定會「蒙蔽我們的眼睛」。

然而，天狼星和卡諾普斯都不能藏在夏天。如果沒有它們，許多恆星如大角星、織女星和五車二可能會在短時間內成為最亮的恆星。

▲冬季之星空，你可以看到天狼星的冬季三角和地平線上的Canopus。照片/「與星星共生」

那些迷失的星星

除了自然天空，天空中還有人造衛星空。

由66顆人造衛星組成的第一代銥星系統自1998年開始運行，創造了一個天文奇蹟，即銥星閃爍，儘管它在商業上失敗了。

第一代銥星有三個閃亮的巨型天線，可以將陽光反射到地面。這種閃爍現象並不是銥星獨有的。許多衛星，即使是國際空間站，也會閃爍，但是它們沒有銥星那麼頻繁和著名。

▲銥閃爍原理。圖/維基百科

▲銥星上的三個巨型天線。圖/維基媒體

典型的銥閃爍通常持續幾秒鐘，根據太陽、衛星和觀察者之間的角度，亮度從「勉強可見」到「異常明亮」不等。當銥星的亮度最高時，其亮度可達-9.5，甚至比新月還要亮。因此，在某些情況下，天空中最亮的恆星可能是人造衛星。

▲除了銥星，許多人造飛行物體都會閃爍。由於它們移動速度快，曝光後閃爍會變成軌跡。該圖顯示了COSMO-SkyMed衛星的閃爍軌跡。圖/維基百科

然而，隨著去年12月6日最後一顆銥衛星的墜落，可預測的銥閃爍事件結束了。為什麼稱之為可預測？因為仍有一些備用銥星在太空的範圍內，它們的位置不受控制，但仍會有「瘋狂閃光」可以被幸運的觀察者捕捉到。

銥星閃爍。圖/維基百科

人造衛星又亮了，但它轉瞬即逝。有一種天文現象可以持續照亮天空。

1006年4月30日，位於豺狼座的SN1006發生了超新星爆炸。中國科技部的周克明記錄了新星周博興出現的場景:「周博興看到他曾經在南市西部騎馬，他的出現就像半個月。他有芒角，非常聰明，能從事物中學習。」根據現代天文學家的說法，周博興當時的星等可能已經達到-9，僅次於月球的存在。

▲超新星遺蹟N 63A位於大麥哲倫星雲的氣體和塵埃群中。圖/維基百科

同樣的事件可能會在幾萬年內再次發生。參宿四位於獵戶座的肩部，現在的星等是0.42。參宿四是一顆古老的紅色超級巨星。它的最終目的地將是超新星爆炸。到那時，它的星等將上升到-10，和第一個四分之一的月亮一樣亮，即使在白天也能隱約看到。

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▲阿羅哈4爆發想像圖。照片/「與星星共生」

即使你在一個城市，在晴朗的日子裡，你仍然可以看到幾顆到幾十顆星星。今晚，一起關燈，看看他們！

-結束-

張文一·陳餘

本文涉及的所有恆星空，尤其是北半球的恆星空