夜空中最亮的星是哪颗星？

出品：科普中国

作者：齐一凡[中国地质大学（武汉）]

监制：中国科普博览

“夜空中最亮的星 能否听清

那仰望的人 心底的孤独和叹息”

这首《夜空中最亮的星》可能很多人都很熟悉，那你有没有思考过，“夜空中最亮的星”是哪一颗？

其实严格来说，我们的恒星太阳、卫星月亮也都是星星；太阳系内的几颗行星（例如金星、火星、木星）因为和地球的距离变化范围很大，所以它们的亮度一直也在大范围变化；另外，自身发光的恒星有大有小，离地球有远有近，所以相对来说离我们越近、自身越大、能量越高的看起来就会更亮一些。

所以，出于严谨，我们要把问题问得更具体一些：在地球向夜空望去，看起来最亮的恒星是哪一颗？

傲视群星的冠军

首先公布答案，冠军就是——天狼星（Sirius）！

冬季夜空明亮的星星众多，在南天很容易找到三颗并排在一起的星星，这是猎户座的“腰带”，也是中国民间所说的“福禄寿”三星。大致沿着三颗星的方向往左下看，有一颗异常明亮，发着蓝白色星光的星星，这就是天狼星。

天狼星不仅在冬季夜空中最为闪耀，它也是全天中最明亮的恒星。

在这里需要说明的是，人们为了评价一颗星是否明亮定义了两种标准：一种是既考虑星体的发光能力，又考虑与观测者的距离而定义的“视星等”；另一种是假定把所有星体都放在距离地球10秒差距（“秒差距”是一个距离单位，约32.6光年）的位置所测得的“绝对星等”，这两个标准都是数值越小代表亮度越大。

天狼星的绝对星等并不算排名很靠前，但因为它是离地球第六近的恒星，距离地球只有8.6光年，因此它的视星等可以达到-1.45，数值是排名第二的南极老人星（αCar，-0.65）的两倍还多，可以说是名副其实的亮星之冠。

图1 在夜空中找到天狼星的方法

（图片来源：基于Stellarium自制）

苏东坡的双关

提起天狼星，可能很多人联想到苏东坡《江城子·密州出猎》中的一句：

会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”

这一句写得豪气纵横，堪称豪放派之典范。但这句其实暗含着双关，当我们理解了这层双关后再去读，可能会有不一样的体会。

如果你已经找到了天狼星的位置，你会发现，天狼星通常是在南天的。它在秋冬季节从东南方地平线升起，在南天到达天顶，又在西南方落下。那么同样，苏东坡在密州（今山东诸城），无论如何是不可能在西北方看到天狼星的。然而天狼星在古代又被称为“犬星”，意指外地的侵略。所以，这句词是苏东坡强行用典、没有考虑实际犯下的科学错误吗？

其实不是的，因为我们还要结合前面半句一起来读：除了“射天狼”这句用到了天体名称以外，“会挽雕弓如满月”也是一句隐含的天象。这个“弓”并不单纯指的是上阵打仗的武器，更指的是天上二十八星宿中井宿的一个星官——“弧矢”。弧矢由九颗星组成，从名字上就能看出来，是一个拉满的弓箭的形状，这其实才是“会挽雕弓如满月”的真实含义。

图2 井宿星官“弧矢”与天狼星

（图片来源：基于Stellarium自制）

我们可以看到，弧矢一、二、三，这三颗星组成的是一支箭，弧矢四、五、六、二、七、八组成的是弓，弧矢四、三、九、八组成的是拉满的弓弦，箭矢指向的大致方位就是天狼星的位置。而天球图的坐标系统是这样定义的：当你抬头看向天顶，地理的东西南北就是天球的东西南北，因此在天球图上是上北下南左东右西，箭矢的方向正是西北方。

图3 弧矢与天狼星在天球上的方位

（图片来源：基于Stellarium自制）

再回头看这句词，就可以从两个层次来理解：一是从文学上，天狼意指西北边境的犯境敌军，满月雕弓真的就是指手中的武器，期待着到西北边境去打仗；二是从天文上，天上的弧矢一直张弓搭箭瞄准着天狼星，千百年来都是如此，就如长城上的守卫一直警惕着来犯之敌。

天狼星，不止一颗

当你在夜空中找到了天狼星，又和着名句神游天际的时候，再悄悄告诉你一个秘密：其实你看到的天狼星，并不只是一颗星。

天狼星其实是一个双星系统（Binary Star System），由一颗光谱型（天文学家根据恒星的光谱可以推测恒星的表面温度，基于这个温度对恒星进行分类，温度从高到低排序依次用O、B、A、F、G、K、M表示，每个类别内再用数字进行细分）为A0或A1的主序星——天狼星A（主序星阶段是恒星一生中最稳定的阶段，恒星在这个阶段停留的时间占到整个寿命的90%以上，太阳就在这个阶段）和一颗光谱型为DA2的白矮星——天狼星B（白矮星通常体积很小，是超新星爆发的产物，是一部分恒星演化的最终归宿）组成。

1844年，德国天文学家Friedrich Wilhelm Bessel在信中认为，根据对天狼星固有运动的观测，天狼星应该还有一颗没有被发现的伴星。1862年1月，天文学家Alvan Graham Clark根据计算结果，用当时美国最大的望远镜（直径约470毫米）首次观测到了天狼星B的存在。因为古代西方称天狼星为狗星（the Dog Star），因此天狼星B在被发现后也被称作小狗星（the Pup Star）。

图4 天狼星A和B的相对位置变化

（图片来源：Wikipedia）

天狼星B相对于天狼星A的轨道是一个椭圆，在地球上看，它们最远相距不过11角秒（角秒是描述角度的单位，是一度的1/3600。在天文观测中，角秒被用来描述天体的视觉大小、视觉距离等参数。11角秒相当于一个人在约20km外观测一枚一元钱硬币），最近相距3角秒，因此要想观测到这个双星系统，最好的机会就是在它们相距最远的时候观测。

好消息是，最近几年正是它们相距最远的时候（从地球上观测的话），大家快拿出家中常备的天文望远镜来观测这颗“小狗星”吧！

图5 天狼星A和天狼星B

（图片来源：Damian Peach & 齐一凡）

我们可以看到，天狼星A看起来又大又亮，而天狼星B非常的小并且暗淡，几乎淹没进了天狼星A的光芒中。这是因为，天狼星B已经是一颗老去的白矮星了，它又小又不发光，直径甚至比地球还小一些，这也就是我们观测天狼星时会忽略它的原因。

但是可别小看它，它的密度非常大：它现在的质量大约和太阳相当，是由拥有五个太阳质量的恒星演化而来的，曾经是一颗B5V的主序星，比现在的天狼星A还要大！而现在的天狼星A是正在主序上的恒星，有大约2个太阳的质量，1.7倍的太阳直径，并且在持续进行着核聚变，发光发热。

图6 天狼星A、天狼星B和太阳、地球的大小对比

（图片来源：基于Wikipedia “Sirius”词条配图自制）

现在再抬起头看向天狼星，从“西北望、射天狼”到“小狗星”，你是不是对这颗蓝白色的“夜空中最亮的星”又有了更全面的认识了呢？

致谢：

感谢以下人员对本文提出修改意见：林恺、梁宇[中国地质大学（武汉）]；彭晓钢（石家庄二中实验学校）；杨涵（北京磨铁文化集团股份有限公司）。

参考文献：

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