探索 | 夜空中最亮的星和宇宙中最亮的恒星

在古代诗人的笔下，星象被赋予了丰富的象征意义。如“夜色如水浸天阶，牵牛织女星映眼帘”、“雕弓如满月，射向天狼星”。这两句诗句中提及了三颗明亮的星星：牛郎星（河鼓二）、织女星和天狼星。牛郎与织女的传说我们耳熟能详，他们的故事在每年的七夕节被传颂。天狼星则自古以来便被视为象征着战乱与侵略的恶星。今天，让我们一同深入探讨这两颗星星的神秘与魅力，感受古人笔下的星辰之韵。

夏季大三角

▏怎样找到织女星和天狼星？

秋夜星空，繁星闪烁，木星在东方熠熠生辉，作为最明亮的星体，其亮度等级高达-2.93。而在东南方，土星以其0.44的视星等吸引着人们的目光。西南方向还有一颗橙色的孤星，它就是大角星，其亮度等级为-0.04，仿佛在不停地眨着眼睛。

仰望天空中央，三颗明亮的星星构成了一个巨大的三角形，这就是人们熟知的夏季大三角。其中，杜牧诗中提及的牵牛织女星便位列其中。牛郎星，又称为河鼓二，以其0.75的视星等独领风骚；与之隔着银河相对的织女星，其视星等为0，两颗星共同编织了夏夜的浪漫画卷。而位于银河之中的天津四，虽为夏季大三角中的一员，却是其中最暗的一颗，其视星等为1.25。

冬季大三角

时光流转，当季节的脚步踏入冬季的门槛，夏季大三角便会在夜幕降临后悄然隐入西方的地平线。取而代之的是美丽的冬季大三角。这是由猎户座的参宿四（视星等0.45）、小犬座的南河三（视星等0.4）和大犬座的天狼星（被誉为夜空中的明星之首）组成。天狼星的视星等级达到了惊人的-1.47，古人言：“西北望，射天狼”，这颗星辰便承载着无数的寓意与向往。

织女星和天狼星同为星空中的瑰宝。一个以它特有的光辉矗立在夏季大三角中，唤起人们的浪漫遐想；另一个则在冬季大三角中散发出凛冽的光芒，引起人们对其神秘的遐思。它们的奇特之处在于不仅仅是光明的象征，更是文化和传说的载体。每个星星背后都蕴藏着无数的故事和人们对未知的向往。

▏织女星和天狼星谁更大？

恒星均具有自我发光的能力，其中大质量恒星的光辉更为耀眼。天狼星与织女星相较，尽管天狼星亮度更高，但这并不意味着其质量或体积更大。事实上，经过天文学家的观测，织女星在质量和体积上均略胜一筹。具体而言，织女星的质量约为太阳的2.14倍，其半径更是太阳的2.26倍与2.78倍的乘积。相较之下，天狼星的质量虽为太阳的2.02倍，但其半径却略小，仅为太阳的1.71倍。令人惊讶的是，织女星比天狼星多出的这0.12个太阳质量，竟相当于一个比邻星的质量。这种微妙的差异，让我们更深入地理解了恒星的多样性。

▏织女星和天狼星的形状

织女星引人注目的特点在于其独特的形状。据天文学家观察，其赤道半径较两极半径要大出23%，形成了一种椭球体的外观。这种形状的成因在于织女星超快的自转速度，每12.5小时就能完成一次自转，其赤道上的自转速度更是高达274公里每秒，仿佛被自己的旋转力量所“甩扁”。相较之下，天狼星则显得较为温和，自转速度仅为16公里/秒，因此其形状仍保持着较为标准的球体形态。

▏织女星和天狼星谁更亮？

在星空的夜幕中，夏夜的织女星以其夺目的光辉引人注目，而冬天的天狼星同样闪耀着光芒。那么，这两颗星哪一颗更为明亮呢？我们可以通过一个更为精确的度量方式来解答这个问题——视星等。视星等是衡量我们肉眼所见的星体亮度的一个指标。其数值越小，星星的亮度在视觉上就越高。

织女星的视星等为0，而天狼星的视星等更是低至-1.47，这无疑使天狼星在视觉上显得更为明亮。据天文学家的研究，每增加一个星等，星星的亮度就会相差约2.512倍。基于这个规律，我们可以推算出天狼星的亮度相对于织女星大约高出了4倍左右。

尽管织女星和天狼星都是夜空中璀璨的明星，但通过视星等的计算，我们可以清晰地得出天狼星在视觉上更为明亮的结果。然而，除了视星等，我们还需要考虑恒星的实际光度。织女星的光度是太阳的37倍，而天狼星的光度虽稍逊一筹，但仍然是太阳的25.4倍。这也意味着，在真实的光度上，织女星实际上是更亮的。

为何在地球上观测时，我们会觉得织女星比天狼星暗呢？这主要是因为织女星距离地球更为遥远，其距离达到了25光年之远。而天狼星则相对较近，只有8.6光年。由于距离的差异，我们观察到的亮度也会有所不同。这也再次强调了视星等并不能完全反映恒星的真实发光本领。

为了更准确地衡量恒星的真实发光本领，天文学家提出了绝对星等的概念。绝对星等是指将恒星置于距离地球32.6光年的位置上所测得的亮度。如此一来，就如同将所有恒星放在了同一起跑线上，它们的真实发光本领便一目了然了。

在绝对星等的衡量下，织女星的亮度要高于天狼星。如果我们假定将织女星和天狼星的位置互换，使得织女星距离我们更远而天狼星更近一些，那么它们的亮度会如何变化呢？通过视星等和绝对星等的换算，我们可以得知：如果织女星位置拉近了，它的亮度将会大大增加；而天狼星的亮度则会相应地减少。具体来说，如果织女星的视星等经过换算变为-2.3，那么它的亮度就与木星的亮度相近了；而天狼星的视星等则会变为0.85，它的亮度则与牛郎星的亮度相当了。

虽然天狼星在视觉上可能显得更为明亮，但实际的光度上，织女星却更为明亮。这其中的差异不仅取决于恒星的亮度本身，还与它们与地球的距离息息相关。

▏织女星和天狼星的年龄

这两颗恒星虽然尚年轻，但皆属于“昙花一现”之辈。织女星现有岁数仅约太阳的十分之一，约略为4.5亿年光景。相较之下，天狼星的寿命则在2亿至3亿年之间徘徊。尽管如此，它们和太阳都已步入成熟期。原因在于其质量，织女星的质量超太阳的2.14倍，而天狼星亦达太阳的2.02倍。星体寿命常与质量成反比。专家推测它们二者的余生均不超过十亿载左右。转瞬之间，数亿年流过，这两颗恒星便将肿胀为红巨星，然后走向生命尽头，终化为白矮星。与长寿命的太阳相较，它们短暂的生命显得尤为可惜。

蜘蛛星云

▏已知宇宙中最亮的恒星

位于宇宙深处，距离地球16.5万光年的大麦哲伦星系中，有一个跨度庞大的蜘蛛星云，其范围超过一千光年。这片星云内繁星闪烁，其中一颗特别的恒星R136a1尤为引人注目。

在2010年7月，天文学家在此地发现了一颗令人震撼的恒星。它的亮度达到了惊人的程度，竟是太阳的616万倍，成为迄今为止宇宙中最明亮的天体。这颗恒星，R136a1，无疑是宇宙中的一颗璀璨明珠。

R136a1不仅亮度惊人，其质量也令人叹为观止。据估计，它的质量是太阳的230至345倍，成为已知的最大质量恒星之一。此外，它的表面温度高达52000℃，几乎是太阳的十倍。

在宏大的宇宙中，R136a1的体积也相当庞大。其半径约为太阳的35.4倍，相当于约2463.84万公里。令人惊叹的是，这颗恒星竟然能够容纳44000个太阳。尽管与其他肥胖的红巨星相比，R136a1的体积不算庞大，但在宇宙中，质量才是衡量天体价值的标志。

R136a1还是一颗沃尔夫-拉叶星，其内部的核聚变反应异常迅速，使得其引力与恒星向外辐射的压强形成了一种微妙的平衡。这种平衡导致恒星表面产生了每秒高达几千公里的恒星风，使它在短短一百万年内损失了约50个太阳的质量。这也意味着曾经的R136a1质量更为庞大。与温和的太阳相比，R136a1无疑是一头宇宙中的恐怖怪兽。

R136a1与太阳的对比

▏R136a1能照亮整个太阳系吗？

假如将R136a1置于太阳系的核心位置，能否照亮整个太阳系呢？首先，我们来探讨一下太阳的照明能力。太阳，作为太阳系中最明亮的天体，其亮度究竟有多么惊人？

科学家们告诉我们，太阳的总辐射功率高达3.86×10^26瓦。相比之下，我们日常使用的电灯功率通常在10至100瓦之间。电灯的功率越大，其亮度自然也就越大。由此，我们可以想象太阳的亮度是多么的惊人。即使在地球上，我们隔着1.5亿公里的遥远距离，仍然不敢直视太阳的强烈光芒。在地球这里，太阳的视星等亮度达到了惊人的负26.74。

然而，当我们向太阳系的边缘进发时，会发现太阳的光芒逐渐变得暗淡。科学家估计太阳系的半径范围大约为1光年。那么，当我们抵达太阳系边缘时，太阳的亮度会减弱到何种程度呢？通过视星等和绝对星等的换算公式计算，我们发现其亮度与天上的金星最暗淡时的亮度相当。这表明，尽管太阳是如此明亮，但它却无法独自照亮整个太阳系。

那么，R136a1恒星呢？它的亮度是太阳的616万倍。这是一个怎样的概念呢？科学家测定的R136a1的绝对星等为负12.24。这意味着如果R136a1距离地球32.6光年远，它的视星等亮度将与满月相差无几。试想一下，在月圆之夜仅凭月光赶路的经历，你便能深刻体会到R136a1那强悍的发光本领。

如果我们将R136a1置于太阳的位置，从地球上看，它的视星等亮度将变得极为惊人，达到负43.71。这种亮度相当于我们在距离太阳表面外6万公里处观察太阳的情景。然而，要达到与太阳相同的亮度，我们必须在距离R136a1约0.4光年的地方观察它——这相当于3784亿公里的距离。这足以证明R136a1的亮度是多么的强悍。

那么在距离太阳系边缘一光年的地方，R136a1的亮度会如何呢？经过计算，我们得知它的视星等亮度为负19.8。这样的亮度与我们在海王星上看到的太阳相近或更亮一些，或者说这与傍晚时分阳光落山不久时的天空相似。但需要注意的是，若宇宙中最明亮的恒星位于太阳系的中心位置，地球可能会瞬间被其强烈的热量所烤焦。

因此，我们可以得出结论：宇宙中已知最明亮的恒星R136a1完全有能力照亮整个太阳系。然而，这并不意味着我们应该将其置于太阳系的中心位置。尽管其光芒璀璨无比，但过于接近的恒星也意味着极大的风险和未知的影响。

（图片源自网络）

作者 | 几维鸟 毕业于新西兰林肯大学。对大众科普知识拥有浓厚兴趣，曾在多个科普期刊上发表过科普文章。关注事实，积极探索前沿科技。