来源中国国家地理图书 2020-04-13 16:13:49

一闪一闪亮晶晶？是什么让星星忽明忽暗，“眨眼睛”？

▲ 夏季银河，闪耀的星空激发了人们的无限想象，在中国古代，人们将银河与长江的最长支流之一——汉水联系起来，称银河为“银汉”。图/《伴星共生》

点点繁星，为梦长明

人类自古以来就喜欢仰望星空。在刘慈欣的小说《朝闻道》里，我们祖先就因为看星星的时间过长，触发了地外文明的警报，这意味着人类拥有了创世的力量。

现在，我们对星空更加着迷。NASA渲染的图片把我们从地球带到了遥远星系的旁边，天文学更是告诉我们：人类是星空的孩子，因为我们身上几乎所有的元素都是恒星的造物。观星，是我们和本源，以及数万、甚至数百万年前的光在对话。

在仰望星空的时候，或许某个地外文明也在仰望你？但我们的太阳，并非是一颗很亮的星，当我们离开太阳约55光年距离的时候，就无法用肉眼看到它了。

这么说来，我们在夜空中能够看到的星星，一个个都是狠角色喽？

事实还真并非如此，那些天空中最亮的星星，都是谁呢？

星等：谁比谁更亮？

星星亮度的评判标准是星等。

公元前134年，古希腊的天文学家伊巴谷第一次提出了星等的概念，他把自己肉眼所见的1025颗星星，都编在一个星表中。伊巴谷将表中的星星依据明暗程度分为6个等级，其中一等最亮，六等最暗。

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▲ 璀璨的星空，从古至今一直吸引着人们。图/《伴星共生》

望远镜出现后，人们看到了更多的星星，这些星星大多比六等星还要暗，旧的星等概念不够用了......1850年时，英国天文学家普森用1等星比6等星亮100倍这个数量关系，重新量化了星等的概念。在新的定义里，每级星等之间亮度则相差2.512倍，这样，即使是肉眼看不到的星星，也可以根据这个规则算出它的星等是多少。

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▲ 有什么能比星空更能激发艺术家的创作欲望呢？梵高是在1888年9月末，一个有明月的夜晚11点左右画下了《罗讷河的星空》，但当时的夜空中其实并没有北斗七星。图/梵高

天空中还有一些比1等星还要亮的星星，比如月球、金星，甚至是人造卫星，它们的亮度就以比1更小的数字，如0、-1来表示。

随着观测仪器越来越先进，人们对星等的观测精度也越来越高，范围更是越来越大。

在整数之间，还可以用小数来精准地表示星星的星等。例如，原本是0星等的织女星，精确测量后的星等变为了0.03。仅通过肉眼，人类能够看到的星等极限是6.5，但是通过地球轨道上的哈勃望远镜，即使是31.5星等的遥远星系也能被观测得到，这些星系的亮度，只有肉眼可分辨下限的一百亿分之一。

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▲ 一张哈勃望远镜拍摄的深空图像，其中最暗的星等仅有30。图/Wikipedia

在夜空中，一个巨大的星系，很可能只是模糊的一个点，耀眼的蓝色恒星，看上去甚至不如火星亮。星星的星等，只用来衡量它们被看到的亮度，而并非它们的实际亮度，所以又被称为视星等。

距离是影响星等的一个决定性因素，大多数能被肉眼所见的星星都在数百光年内（星系个头大，更远的也能看见）。人类用肉眼可以看见的最远天体是三角座星系，它距离地球约290万光年，星等仅有6.3，我们需要在晴空、无光污染、明眼等多重先决条件下，才能勉强辨认它。

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▲ 从地球上看三角座星系视星等约为5.72—6.3，接近人类肉眼可辨认的极限。图/Wikipedia

另外，宇宙中的大量星际尘埃，也会让本来明亮的星星暗淡下来。位于银河系中央的手枪星，是整个星系里最亮的星星之一，它的光度是太阳的160万倍，在20秒内释放出的能量就与太阳一年释放的能量相等。如果没有宇宙尘埃的影响，它的星等会是4，但现实中它根本无法被肉眼看见。

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▲ 手枪星。图/NASA

为了衡量星星发光的真正本领，人们还发明了绝对星等这个概念，它是指假定把恒星放在距地球32.6光年的地方测得的恒星视星等。在这个概念下，太阳的亮度就只能算是小字辈的了。至于行星、彗星这些不发光的天体，它们的绝对星等是在特定情况下反射太阳光后的亮度，提出这种概念并没有实际的意义，只是为了计算方便而已。

谁是天空中最亮的星？

在通常情况下，夜空中最亮的星，是月球。

当月球在近地点且是满月时，月球最亮，星等理论上可达到到-12.9，现实中满月时的平均星等为-12.74，即使在远地点、呈新月时的月球，理论上的最低星等也可达到-2.5。月球是如此之亮，以至于有时在白天，我们都能看到它。

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▲ 明亮的满月。图/视觉中国

月球之所以这么亮，核心原因还是因为它离地球太近了。人们用肉眼就可以看到月面上深色的平原——月海，这些阴影曾激发了古人们的无尽幻想。

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▲ 几乎所有的月海都位于月球正面，它们总共占正面面积的31%。图/Wikipedia

不过，农历每个月的二十九或三十，月球都会消失不见，这一天被称为“晦日”。在“晦日”的时候，天空中最亮的星有可能是金星，也可能是木星。

在古代中国，金星有很多名字，其中之一就是太白。“大而能白，故曰太白”，古人都对它的亮度表示赞叹。在能看到金星的夜空中，它的视星等可以达到-4.7，这个亮度足以照出物体的影子。

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▲ 在海边的一张夜空照片。一线曙光在地平线上，可以看见许多的星星。金星在中心，比照片里的其它星星都要明亮，连海中可以看见它的反射光。图/Wikipedia

处于夜晚的地球半球，是背对着太阳的，金星的轨道位于地球和太阳之间，所以只有当它的距角（从地球上观察时，行星和太阳之间分离的角度）足够大时，人们才能在黄昏时的西方天空和黎明时的东方天空中看到它。但当金星的距角过小时，它就躲在了地球后面，向月球一样在夜空中缺席。

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▲ 傍晚天空中，排列着新月、金星和木星，两颗小星中，可以看出金星（下方的星）更大更亮。图/《伴星共生》

当月球和金星都离开夜空的时候，木星以−1.6到−2.94的星等称了霸王。木星虽然离地球较远，中间还隔着一层小行星带，但它就赢在了个大。木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍，体积是地球体积的1321倍，这个巨无霸所反射的光亮，甚至把距离地球更近的火星小兄弟都比了过去。

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▲ 天空中的木星有时会“逆行”，这是地球与木星公转周期差异所导致的视觉现象。图/《伴星共生》

月球、金星和木星虽然亮度高，但作为太阳系里的天体，让它们和几十、几百光年外的星星比亮度，显然是“做了弊”。它们自己不发光，全靠太阳的衬托，与太阳系的行星和卫星相比，那些燃烧自己、点亮夜空的恒星们，才更让我们向往。

“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”这是宋代大词人苏轼在《江城子·密州出猎》中的词句，苏轼要射的天狼，从字面意思上讲，就是天空中最亮的那颗恒星——天狼星。

天狼星是大犬座的α星，它很容易被找到，在它的旁边就是著名的猎户座。猎户座有一条三个星组成的腰带，十分明显，天狼星的位置，就在“猎户”形象的左侧偏下位置，它与猎户座的参宿七，以及小犬座的α星南河三共同组成了有名的冬季大三角。

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▲ 天狼星与猎户座的位置关系，猎户座的“腰带”很容易识别。此星空为4月北方星空，夏季时看不到天狼星。图/Sky Guide

宇宙中的天狼星，其实是一个双星系统，我们看到的，是天狼A。天狼A的质量是太阳的2.1倍，亮度是太阳的25倍，而且它距离地球很近，只有区区8.6光年，这些先天优势让它成为了夜空中最亮的一颗恒星。

至于天狼双星中的另外一颗天狼B，又名“小狼”，是一颗已经死亡的白矮星，在天狼A的耀眼光芒下，“小狼”直到1862年时才被人们所发现。

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▲ 画家笔下的天狼A（左侧大星）与天狼B。图/Wikipedia

在中国的文化中，天狼星是“主侵略之兆”的“恶星”，苏轼词中的天狼星就指代着当时与宋朝作战的西夏国。苏轼所说的射天狼这件事，并非只存在于想象之中，在天狼星的西南方向，真的有几颗叫“弧矢”的明亮小星，古人把这几颗小星的构图想象成一把弓箭，它正拉满了准备射向明亮的天狼。

虽然夜空中最亮的恒星天狼是“恶星”，但第二亮的老人星却是颗幸运星。

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▲ 远征6号拍摄的老人星。图/Wikipedia

老人星船底座的α星，由于船底座是南天星座，所以在中国的北方很难看到这颗星。因为难得一见，这颗星星被古人所珍视，人们给它起了一个别名，叫南极老人星，没错，这颗星就是南极仙翁的化身，传说如果谁只用一只眼睛就能看到它的话，他就能长生不老。

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▲ 老人星的位置。图/《伴星共生》

在冬天入夜后，老人星几乎贴着南方的地面升起，低空处浓厚污浊的大气让它消光不少，看上去顶多像一颗3到4等的暗星。但是，老人星其实是距地球700光年内实际亮度最高的一颗星。

老人星距离地球310光年，是一颗呈青白色的F型超巨星。它的质量约为太阳质量的8倍，直径有72个太阳那么大，它的亮度相当于太阳亮度的1.6万倍，如果老人星位于太阳的位置，那么它发出的光绝对会“亮瞎我们的眼睛”。

不过，无论是天狼星，还是老人星，在夏季的时候都会隐匿不见，在它们缺席的时候，大角星、织女星、五车二等多颗星星都有可能短时间地站上最亮的星这一宝座。

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▲ 冬季星空，可以看到天狼星参与的冬季大三角，和地平线上的老人星。图/《伴星共生》

那些乱入的星星

天空中一闪一闪的除了自然天体外，还有人造卫星。

从1998年开始运行的由66颗人造卫星组成的第一代铱星系统，虽然在商业上较为失败，但却制造了一个天文奇观，那就是铱星闪烁。

第一代铱星拥有三个闪亮巨大的天线，它们能够将太阳光反射到地面上，这种闪烁现象并非铱星独有，许多卫星，甚至是国际空间站都会发生闪烁，只不过它们没有铱星闪烁那样频繁和有名罢了。

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▲ 铱星闪烁的原理。图/Wikipedia

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▲ 铱星上的三个巨大天线。图/Wikimedia

一次经典的铱星闪烁一般可以维持几秒钟，亮度从“勉强可以看见”到“难以置信的明亮”，这取决于太阳、卫星和观测者之间的角度。铱星闪烁在亮度最高时，星等可以达到-9.5，甚至比新月还亮，所以说，在有些时候，天空中最亮的星很可能是人造卫星。

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▲ 除了铱星，许多人造飞行物都会闪烁，由于运动速度快，曝光后闪烁会变为一条轨迹。图中所示的为COSMO-SkyMed卫星的闪烁轨迹。图/Wikipedia

不过，随着去年12月6日最后一颗一代铱星的坠落，可预测的铱星闪烁事件就此终结。为什么叫可预测的呢？因为还有一些待机的一代铱星还留在太空里，它们的位置不受控制，但依然会有“野生闪烁”能被幸运的观察者捕捉到。

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▲ 铱星闪烁。图/Wikipedia

人造卫星再亮，不过是一瞬即逝，有一种天文现象，可以持续地点亮天空。

1006年4月30日，位于豺狼座的SN1006发生了超新星爆发，中国司天监的周克明记录了这颗被命名为周伯星的新星出现时的场景：“周伯星见，出氐南，骑官西一度，状如半月，有芒角，煌煌然可以鉴物”。据现代天文学家推测，当时周伯星的星等，可能达到了-9，这个亮度是仅次于月球的存在。

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▲ 大麦哲伦星云内位于成群的气体和尘埃中的超新星遗迹N 63A。图/Wikipedia

同样的事件或许将在几万年内再度发生，位于猎户座“猎户”肩膀位置的参宿四，现在的星等就高达0.42。参宿四是一颗老迈的红超巨星，它的最终归宿将是一场超新星爆发，在那时，它的星等将提升到-10，就像上弦月一样明亮，即使在白天也可以隐约看到。

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▲ 参宿4爆发时的想象图。图/《伴星共生》

哪怕身处城市，只要是天气晴朗的日子，还是可以看到几颗到几十颗星星。今夜，一起关上台灯，去看看它们吧！

- END -

文丨张雨晨

本文涉及的所有星空，都特指北半球星空