第一节 星座
第一节 星座
考察完我们所居住的一小片宇宙，下面任想象飞往遥远的太空，那里布满数以千计的恒星。天空中肉眼可见的恒星数量在5 000~6 000颗，但是只有半数恒星同时在地平线之上，这半数当中有很多离地平线太近而被远处景物和厚厚的大气遮挡。普通的视力在晴朗无月的夜晚能够很容易看到1 500~2 000颗恒星。肉眼可见的恒星叫作亮星（lucid stars），用以区别只有借助望远镜才能看见的恒星。
夜晚，繁星在夜空上闪烁，人们很容易忽略一件事：这些星星到地球的距离并不相同，视觉上它们都来自同样远的地方。我们可以这样想象，有一个大球包裹着地球，星星就缀在大球的内壁。这个大球绕着一个倾斜的轴旋转，带着星星东升西落。对北半球中纬度地区的人来说，北极上空那一圈星星永远不会落下去，南极上空那一圈则永远不会升起来。这个大球每个恒星日自转一周，移动1°不到4分钟。
我们知道，天上的一切看起来向西运动是因为地球在围绕地轴向东旋转。同时，地球还在绕太阳公转，于是，看上去太阳在星辰间缓慢地往东移动，每天大约移动1°，一年绕黄道一圈。这些地球自转引起的现象前面已经介绍过。
由于地球向东转动，地球自转产生的恒星日大约比太阳日短4分钟。每天晚上星星都比前一晚早4分钟出现，在同一个小时里会比之前偏西1°。四季轮转，所有的星辰依次从天空走过。
星星在天空中分布得并不均匀，它们一团一团地聚集在一起，有些令人过目不忘，例如北斗星，以及飞马座（Pegasus）的正方形。在古代，人们像现代人一样熟悉天上的星团，天空的模样在数千年间变化很小，古人给这些星星的集团命名，于是有了星座。
现在关于星座的知识是古希腊人流传下来的，中间经历过修改和增补，据推测，古希腊人应该是从美索不达米亚地区学来的。早在公元前9世纪，古希腊著名的诗人荷马（Homer）就曾描写过大熊座、猎户座和其他出名的星座。古时的星座约50个，最早的完整描写出现在亚拉图斯（Aratus）创作于公元前270年的“奇迹”中，亚拉图斯是马其顿王的宫廷诗人。星座的名字源于神话传说里的勇士和动物，与人们熟悉的故事息息相关。
到了今天，有88座得到公认的星座，其中18座在南极，北半球看不到。这些星座是为了补充古代星座的空隙而添加的，古希腊人并没法看到南极周围的星座。
天文学家为星座保留了拉丁文的旧称呼，不过，现代星图里不再描画古时那种勇士、动物图像。为了便于使用，星座实际上成了划分星群的区域，边界由人类划定，就像国界似的由各国参与制定。星座的边界需要垂直或平行于天球的赤道，一个区域里的星星属于同一个星座。无论什么时候，如果太阳、行星、月亮运行到某个区域，也可以说它们在某个星座。
月亮、行星、太阳不会离黄道很远，因此，它们时常和黄道上的十二星座在一起。这十二星座分别是：白羊（Aries）、金牛（Taurus）、双子（Gemini）、巨蟹（Cancer）、狮子（Leo）、室女（Virgo）、天秤（Libra）、天蝎（Scorpio）、射手（Sagittarius）、摩羯（Capricornus）、宝瓶（Aquarius）、双鱼（Pisces）。黄道带是环绕天球一圈的带状区域，宽16°，黄道就在其间。将它分成十二区就是黄道十二宫，从春分点开始向东数，十二宫对应着上述十二星座。在2000年前，十二宫正好对应所属的星座。我们前面讲过岁差，正是因为它的存在，黄道十二宫逐渐西移，不再和星座对应了。
在这一节，我们会向读者介绍在北半球中纬度地区可以看到的主要的星座。其中半数以上的星座里有特殊的形状，例如正方形、十字、勺子，我们很容易借助星图和讲解在天上认出它们。每个季节都有自己的晚间星座，从哪个季节开始认识它们区别不大。一般来说，只要开始认识星座就会一直继续下去，直到认识一年间出现的所有星座。旧的星座在西方消失，新的星座从东方出现。
为了便于理解，我们把能看到的天空分为五个区域。先介绍北天星座，它们在北极附近，永远不会落到地平线以下，所以在北半球中纬度地区常年可见。另外四个区域的星座都有不可见时间，并且多数会从天顶南面经过。我们先划出每个季节的21时通过子午圈的星座。在星图上，我们只标记比较亮的星星，来避免混乱，也省略了星座的边界。
北天星座
本书的图2显示的就是北天星座。图的中心代表天球的北极，星星绕着它逆时针旋转，23小时56分钟环绕一周。想让星图与当下21时的天空对应，可以转动图片，让现在的月份位于顶部。
先来看大熊座，它由7颗明亮的星组成一把勺子，我们都很熟悉。这一组星星常年可见，不过秋季太靠近地平线时可能看不到。勺子顶部那两颗星叫作指极星，它们的连线指向北极星。北极星接近图的中心，到极点的距离不超过1°，所以可以作为北天极的可信的标志。
北极星是小熊星座的一颗星，处于勺子柄的尾端，除了勺子边上的两颗星，其他的都很暗。那两颗星被看作极点的护卫，它们一刻不停地绕着极点旋转。
要是看不到指极星，也可以直接面向北方去找北极星，它距离地平线的度数和观测者所处的纬度一致。在北纬45°，北极星位于天顶和地平线的中点。
在北天极和大熊座相反的方向，到北天极的距离和大熊座相近的地方有仙后座（Cassiopeia）。它有5颗明亮的星星，形成W或M形。和另外两颗比较暗的星星组合在一起，就形成了仙后的宝座。这个宝座有个十分弯曲的椅背，大概得放上靠垫才舒服。
仙后座的前面是仙王座（Cepheus），有人认为它看起来像教堂的尖顶，正冲着极点。仙王座往前是天龙座（Draco），位于北天极和大熊座之间，有个V形的头部。构成天龙身躯的星星比较暗，借助星图能够找到，它们环绕着北黄极。北极星到龙头之间，大约2/3的地方就是黄极，那里没有明亮的星星，却是天极缓慢地画着圆的圆心，天极的这种圆周运动是地球自转的岁差引起的。
上边就是北天的5个大星座，熟悉它们以后，让我们向南看，先选择符合我们所处的季节的星图。就假设我们正在过秋天吧。
秋季星座
图44展示的是装点着秋季的南部天空的星座。从垂直方向看，月份的下方是当月21时经过子午圈的星座，由上到下，上方代表天顶，下方代表南方地平线。
秋天最容易辨认的是飞马座的大正方形。秋天开始的时候，它的身影出现在东方。到了11月1日左右的21时，它升到了南方天空的最高处。它的大正方形由4颗2等星组成，每条边约15°。正方形东北角所指的前方是仙女座星云。肉眼看起来是一道烟雾似的光斑，它是一片明亮的旋涡星系，远在银河之外，后面还会提到。假设飞马座的正方形是个勺子，仙女座明亮的星可以看作勺子的柄。不过柄末端的星星属于另一个星座——英仙座（Perseus）。
英仙座位于银河中，星星排列成一个对着仙后座的箭头。这两个星座之间有一片云似的光斑，用小望远镜就能看出它分为两部分，也就是所说的英仙座双星团。箭头的西侧有3颗星排成一排，中间那颗最亮，叫大陵五（Algol），是有代表性的食变星。(https://www.daowen.com)
在这个区域可以看到三个黄道星座：宝瓶座、双鱼座、白羊座。春分点——黄道和赤道的一个交点——位于飞马座的正方形东边的线延长1倍的地方，太阳在3月21日经过春分点。2000年前，春分点并不在现在的位置，而在东北方向的白羊座里，白羊座几颗主要的星星组成一个扁扁的三角形。
鲸鱼座是个大星座，位于双鱼座南边。这个星座之所以出名，是因为它包括一颗红色双星——蒭藁增二（Mira）。平常用肉眼几乎看不到这颗星，一年之中只有一两个月的时间能找到它的身影。现在，我们已经了解秋季星座了。它们中只有一颗1等星，叫作北落师门（Fomalhaut），位于南鱼座（Piscis Austrinus），10月中旬的21点左右，它会从子午圈经过。
图44 秋季星座
冬季星座
图45展示的是冬季星座，它们是天空中最耀眼的一部分。那些明亮的星在冬天寒冷的长夜里闪耀，发出各色光辉，似乎要为日光短缺的冬季增加一抹亮色。
其中最夺目的是猎户座（Orion）。4颗星星组成一个长方形，从我们的角度看，它正好矗立在南方的天空。上边东角那颗是红色巨星参宿四（Betelgeuse），下边西角那颗是蓝色的参宿七（Rigel）。长方形中间横排着3颗星，就像猎户的腰带，下面还有3颗更暗的星，为猎户添上一把佩刀。中间那颗其实不是星星，而是一片漂亮的星云，从望远镜里观测，猎户座的大星云十分壮丽。
图45 冬季星座
沿着猎户的腰带，我们的目光被引向南方的天狼星，它是天空里最亮的恒星，属于大犬座（Canis Major）。在猎户座的东边，有一颗星和天狼星、参宿四组成等边三角形，它叫南河三（Procyon），是1等星，属于小犬座（Canis Minor）
猎户座腰带上方，是V形的毕宿星团（Hyades），然后是排列紧密的“七姐妹”昴星团（Pleiades）。它们是两个疏散星团的例子，后面我们会再涉及。毕宿星团位于金牛座的牛头上，明亮的红色星星毕宿五（Aldebaran）是牛的眼睛，东边那两颗星星是牛角的尖儿。它俩的上方是御夫座（Auriga），里边有颗黄色的大星星，叫五车二（Capella），是天球的北半球上最亮的3颗星之一。
这片区域有金牛座、双子座、巨蟹座三个黄道星座。这一区域的黄道是最北边的一部分。
双子座也呈长方形，东侧有两颗明亮的星星，分别是北河二（Castor）、北河三（Pollux）。1930年观测到的冥王星就位于这个星座。巨蟹座的名字代表北回归线（Tropic of Cancer），它不怎么明亮，但是有一片像云的鬼宿星团（Praesepe），看起来十分有意思。通过望远镜观测，能看出它是一片疏散星团。
冬季星座的区域中能看到银河的一角，虽然不如夏季的银河闪耀，但也为晴朗的冬夜星空增添了光彩。
春季星座
随着时间流逝，冬季星座中的角色退到地平线之下，一些不太出名的星座登场接替它们的位置。这时，狮子座成了天空中的明星，傍晚时分，它出现在东方天空，很多地区的人都把它看作报告春天即将到来的使者；到了4月中旬，21时前后它会高挂在南面的天空。
辨认狮子座有一个技巧，它由7颗星组成了一把镰刀，最亮的那颗在刀把末端，叫轩辕十四（Regulus），是1等星。镰刀的东边有一个直角三角形，其中最东边的那颗叫五帝座一（Denebola），想象力丰富的人把这个星座幻想成一只狮子。
从五帝座画一条线，连接大熊座那个勺子柄的末端，这条线会经过两个不怎么出名的星座，一个叫后发座（Coma Berenices），一个叫猎犬座（Canes Venatici）。后发座里有一个星团，包含一些能够被肉眼观测到的星星。能够使用大望远镜的人对这片区域很感兴趣，这里有旋涡星云，还有离我们的星系很远的系统。
长蛇座（Hydra）是最长的星座，横陈在春季的南方天空，星星排列成一条不平滑的线，从巨蟹座南侧延伸到天蝎座。靠近长蛇座中部的地方有两个有趣的星座：一个叫巨爵座（Crater），形状像杯子；一个叫乌鸦座（Corvus），是明亮的星星组成的四边形。
图46 春季星座
让我们再看一下北边的天空。这个季节，大熊座的位置高于北极，而且勺子倒转了。沿着勺子柄的延长线往南，不远就有一颗橙色的星星，非常明亮；继续走，再经过这么一段距离，会看到一颗暗一点的蓝色的星星。前一颗是大角星（Arcturus），属于牧夫座（Bootes）；后一颗是角宿一（Spica），属于室女座。牧夫座的形状像风筝，大角星在系着风筝尾巴的地方。
室女座是黄道星座里比较大的一个，不过里边的星星没有形成让人难忘的形状。角宿一、五帝座一、大角连成一个等边三角形。从角宿一向着轩辕十四画一条线，基本和这个区域的黄道重合。把这段线分成五分，在大约2/5的位置，就是秋分点，9月23日那天太阳会从这里经过。
夏季星座
夏季，汇聚最多变、最有趣的天文景象的季节。牧夫座东侧的近邻是北冕座（Corona），很容易认出来。一群星星组成半圆形，缺口向北。
再往东是武仙座（Hercules）的局部，看起来像一只展翅的蝴蝶。这里有一个能够用肉眼观测到的星团，如果通过望远镜观测，所见景象十分壮观。这个由恒星组成的球是北纬地区能观测到的同类天象里最壮观的。武仙座东侧有太阳向点（Solar apex），从全星系的视角来看，整个太阳系都在向这一点移动。
武仙座东边是天琴座，明亮的蓝色织女一（Vega）就在这个星座。再过去一些是北方天空的大十字，中轴线沿着银河的方向，这是天鹅座（Cygnus），天津四（Deneb）是里边最亮的一颗，正好在十字形顶部。银河在这里分叉，成为两道平行的支流。让我们顺流而下，向南方看看。
我们会经过两个小星座，天箭座（Sagitta）和海豚座（Delphinus）。再下去是天鹰座（Aquila），它要大一些，里边最亮的一颗星是河鼓二（Altair），我们应该都听过它的另一个名字——牛郎星，它和两颗比较暗的星排成一排。此前，银河西侧的支流都是明亮的，在这里却黯淡了，出现一段缺口；东侧的支流则更明亮，在人马座这里汇聚许多大星云。人马座是个黄道星座，由6颗星组成一个倒着的勺子。
人马座西侧是另一个黄道星座——天蝎座，它是夏季最吸引人的星座之一。7月21点左右它会经过子午圈。其中最亮的星是红色的心宿二（Antares），它是已经发现的最大的恒星，直径比太阳大400多倍。此时，北冕座接近天顶，天蝎座位于南天下部，它们之间有两个星座，分别是巨蛇座（Serpens）、蛇夫座（Ophiuchus）。
辨认那些出名的星座很容易，并且很有趣味。不仅由于这些星座的样子有趣，而且当我们眼中的夜空不再是杂乱无章的星海，而有了我们熟悉的形态时，我们会时常不由得去仰望星空。这时，我们也许会感到吃惊，原来天上正时时刻刻发生那么多有趣的事，自己之前竟然毫无察觉。
图47 夏季星座
