456小说网

第二章 遥远的星空（第1页）

宇宙中最美的天体系统——星系

星系，是宇宙中庞大的星星的“岛屿”，它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。到目前为止，人们已在宇宙观测到了约一千亿个星系。它们中有的离我们较近，可以清楚地观测到它们的结构；有的非常遥远，目前所知最远的星系离我们有将近一百五十亿光年。

星系一词源自于希腊文中的galaxias，参考我们的银河系，是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系，从只有数千万（107）颗恒星的矮星系到上兆（1012）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。

历史上，星系是依据它们的型状分类的（通常指它们视觉上的形状）。最普通的是椭圆星系，有着椭圆形状的明亮外观；螺旋星系是圆盘的形状，加上弯曲尘埃的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用，也许会导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。

在可以看见的可观测宇宙中，星系的总数可能超过一千亿（1011）个以上。大部分的星系直径介于1，000至100，000秒差距，彼此间相距的距离则是百万秒差距的数量级。星系际空间（存在于星系之间的空间）充满了极稀薄的电浆，平均密度小于每立方公尺一个原子。多数的星系会组织成更大的集团，成为星系群或团，它们又为聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为薄片或纤维，围绕在宇宙中巨大的空洞周围。

虽然我们对暗物质的了解很少，但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的数据显示超重黑洞存在于星系的核心，即使不是全部，也占了绝大多数，它们被认为是造成一些星系有着活跃的核心的主因。银河系，我们的地球和太阳系所在的星系，看起来在核心中至少也隐藏着一个这样的物体。

星系有它自己的特征。星系大小差异很大。椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间；漩涡星系直径在1。6万光年到16万光年之间；不规则星系直径大约在6500光年到2。9万光年之间。星系的质量一般在太阳质量的100万到1兆倍之间。星系内部的恒星在运动，而星系本身也在自转，整个星系也在空间运动。传统上，天文学家认为星系的自转，顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据一个星系分类的分布式参与项目Galaxyzoo的观察结果，逆时针旋转的星系更多一些。星系具有红移现象，说明这些星系在空间视线方向上正在离我们越来越远。这也是大爆炸理论的一个有力证据。星系在大尺度的分布上是接近均匀的；但是小尺度上来看则很不均匀。例如大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系，它们又和银河系组成三重星系。

星系分类：

星系主要分成三类：椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。对星系类型更明确与广泛的描述会在哈柏序列的条目中叙述。因为哈柏序列是根据视觉的型态，他也许会错过某些星系的重要特征，例如恒星形成率（在星爆星系或活跃星系的核心）。根据哈柏分类法，星系的类型E表示椭圆星系，S是螺旋星系，SB是棒旋星系。

非常少数的星系是单独存在的，这些通常都被认为是视场星系。许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群，更大的包含数千个星系，横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着，他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系，并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体，拥有数万个星系，其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系；在超星系集团尺度，星系汇排列成薄片状和细丝，环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中，宇宙呈现出各向同性和均质。

天空中的“行政区”——星座

认星最主要的工具是星图，如果你想观测南部天空，可将星图倒置放在头顶。图上南、北方与天空对准，这样星图的星空也就和实际星空符合了。

看惯了地图的人看到星图上密密麻麻又似乎杂乱无章的小点，往往感到无以下手去辨认，其实看星图要比看地图容易得多。古人为了便于认星，将全天分成若干个区域，好像地图分成大小不等、边界很不规则的国家一样。我国古代把每个这样的区域叫“星宿”或“垣”，古代西方叫作“星座”。现在国际上公认全天分为88个星座，每个星座都有自己的名字。星座的名称和古希腊的神话传说有关，熟悉这些故事将有助于对星座的记忆和认识。

你可以在不同的季节看到不同的星座。为了辨认和区分每个星座中的星星，人们按照每个星座内星星的亮度，以希腊字母作为星星的代号。如猎户座α星、猎户座β星、仙王座α星……当24个希腊字母用完一遍后，就用拉丁字母或数字表示，如天琴座17、天鹅座6l等。重要的亮星还给它取有专门的名字，如天鹰座中的α星叫牛郎星，又叫河鼓二，天琴座中的α星叫织女星或织女一。当然还有一些天体按照规定和习惯用它的代号。

天上，星座、星星很多，各有各的名字，要想全部记住是很困难的。只要记住主要的星座和主要的亮星名字就行了。

中国古代把恒星天空划分成三垣二十八宿。古人注意到太阳和月亮经过的黄道附近星区，就将沿黄道和赤道的天区分成大小不等的二十八个小区，叫二十八宿。宿就是住地的意思。月亮在绕地球运动过程中，每日从西往东经过一宿。人们又把相连的七宿合称一象，共四象。每象用有代表性的动物名称命名。它们是苍龙：角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿；玄武（龟和蛇）：斗、牛、女、虚、危、室、壁七宿；白虎：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参七宿；朱雀：井、鬼、柳、星、张、翼、轸七宿。

中国古代还把二十八宿以外的星区划分为三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。垣是墙的意思，就是指以墙围起的星区。紫微垣包括北天极附近的星区，太微垣大致包括室女星座、后发星座和狮子星座，天市垣包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鹰等星座。中国古代还给明亮的恒星起了专门的名字，这些恒星名字可以归纳为几种类型：根据恒星所在的天区命名，如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二等；根据神话故事的情节来命名，如牛郎星、织女星、北落师门、天狼星和老人星等：根据中国二十八宿命名，如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等；根据恒星的颜色命名，如大火星（即心宿二）；还有根据古代的帝王将相官名来命名等。古巴比伦、古希腊等许多古老的民族都有关于恒星天空的划分方法和神话故事。

1930年，国际天文学联合会决定，将全天划分成88个星区，叫星座。星座名称是由亮星组成的图形，结合神话故事，用人物、动物和器具予以命名。在这88个星座中，沿黄道天区有12个星座。它们是双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座。北天29个星座。它们是小熊座、大熊座、天龙座、天琴座、天鹰座、天鹅座、武仙座、海豚座、天箭座、人马座、狐狸座、飞马座、蝎虎座、北冕座、巨蛇座、小狮座、猎犬座、后发座、牧夫座、天猫座、御夫座、小犬座、三角座、仙王座、仙后座、仙女座、英仙座、猎户座、鹿豹座。南天有47个星座。它们是唧筒座、天燕座、天坛座、雕具座、大犬座、船底座、半人马座、鲸鱼座、堰蜒座、圆规座、天鸽座、南冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、剑鱼座、波江座、天炉座、天鹤座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印第安座、天兔座、豺狼座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、孔雀座、凤凰座、绘架座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、玉夫座、盾牌座、六分仪座、望远镜座、南三角座、杜鹃座、船帆座、飞鱼座。

这88个星座大小不一、形态各异，范围最大的是长蛇座。它东西跨度为102°，真是名副其实的“长蛇阵”。不过这个星区没什么特别亮的恒星，不怎么引人注意。范围最小的星座是南天极附近的南十字星座。

比较引人注目的亮星，是恒星中的“大人物”，人们给它们起了名字。对众多的恒星，1603年，德国业余天文学家拜尔建议命名的方法是：每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列，以该星座名称加一个希腊字母顺序表示。如猎户座α（中名参宿四）、猎户座β（中名参宿七）、猎户座γ（中名参宿五）、猎户座δ（中名参宿三）……如果某一星座的恒星超过了24个希腊字母，就用星座名称后加阿拉伯数字，如天鹅座61星，天兔座17星等。如今，大望远镜和新的观测技术不断涌现，被观测到的恒星越来越多，天文学家们就像管理户口一样，将它们一一登记入册，编成星表。星表中的编号就和天体的名字一样。天文学家可以根据星表中记录的天体坐标，用天文望远镜对准它们。

世界上有记载的最古老的星表为公元前5世纪的甘石星表，有记载的星图为我国敦煌星图。目前世界上有各种各样的星表上千种，最重要的有哈勃空间望远镜导星星表和星图等。

变化的四季星空

寒来暑往，斗转星移。这说明随着一年四季的变更，四季星空也在变化。由于地球在绕太阳运动过程中，地球和太阳的相对位置在不断变化，因此，一年中同是在晚上，不同季节看到的星象是不尽相同的。我们以北京（北纬40度）为例，来了解一下四季星空的变化。

春季，每年3～5月为春季，以4月中旬晚上八九点钟看到的星空为例。这时你会看到北斗七星斗柄指向东方。北斗七星南方的是狮子座。它的头部朝西，由几颗较亮的星组成弯弯镰刀形，其中最亮的星叫轩辕十四，它发出青白色的光芒，是1等星，它位于黄道上。狮子的尾巴在东，主要由三颗星组成一个三角形。狮子座的西边是巨蟹座，它的图形被想象成一只大螃蟹。在这个星座中可以用眼睛直接看到一个朦胧的光斑，叫蜂巢星团。在狮子星座的左下方是室女星座。室女座中最亮的恒星叫角宿一。巨蟹座、狮子座和室女座都是黄道星座。

室女座被奉为主管农业的神，从它的主星角宿一略向西南，是由四颗星组成的乌鸦座。乌鸦座的下面是长蛇座的尾部，长蛇座从东向西，横跨半个多天空，它是最大的星座之一。　　长蛇头部的东北，是著名的狮子座，它是春夜星空最辉煌的中心。狮子星座的主星，中名轩辕十四，是处于黄道上的一颗一等星，有时有明亮的行星走近时，就非常好看了。

在天顶略偏东北的方向，可以看到北斗七星，斗口两颗星的连线，指向北极星。而此时的斗柄，正指向东，所以有这种说法：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。

而顺着斗柄的指向，可以找到一颗亮星，即牧夫座的大角。然后到达室女座的主星角宿一。在大熊座的附近，可以找到一个叫做猎犬座的小星座，其中有一个漩涡星云，这是河外星系。

夏季，夏季是看星的好时节，天黑以后向西看，就找到狮子星座，狮子座东面是室女座。在天空南方，比较低的星空闪耀着一颗红色的亮星，它是天蝎座的主星心宿二，也是一颗处在黄道上的亮星。天蝎座的明显特征是有三颗星等距成弧摆开，心宿二恰在圆心。在我国古代天文学中，天蝎属商星，猎户属参星。刚好一升一落，永不相见，于是有诗人说：“人生不相见，动如参与商。”

天蝎座东面，就是人马座，人马座的东半部分，有六颗星，被称为南斗。在天蝎与人马一带的星空，有一条白茫茫的光带，那就是银河了。银河是夏季星空的重要标志，顺着银河向东北寻找，可以看到紧靠着一个四边形的织女星和带着左右两颗小星的牛郎星。而与着这两颗亮星组成一个三角形的一颗亮星，就是天津四，它和它所属的天鹅座的其它星组成了一个十字，很好辨认。夏季的银河极为壮美，但只能在没有灯光干扰的野外才能欣赏到。