作者:SHAO科学传播团队(中国科学院上海天文台)
文章来源于科学大院公众号(ID:kexuedayuan)
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星座?是不是“天蝎腹黑,巨蟹敏感,天秤优雅……”那些星座?其实,星座在天文学家眼里可不是这样~
星座究竟是什么?天文学家们拿星座做什么?星座跟我们有什么关系?就让我们一起来探索吧。
除了猎户座、白羊座 还有圆规座、望远镜座
古时,人们为了认识星空,确定方位,以比较亮的一些恒星为基础,把天空分成了许多小区域,每一片区域就是一个星座。星座名称来源于古人的想象,借此古人还编织了许多动人的故事。几乎每个古代民族都有自己的星座划分。
现代的猎户座星图(图片来源:IAU)
我们平时所说的生日星座,又叫黄道星座,是指黄道(太阳在一年里相对于恒星背景走过的路线)经过的一些星座。它们来自古巴比伦、希腊的星座设定。在公元2世纪的时候,古希腊天文学家托勒密综合前人的成果,对除了南天极附近以外的天空做了系统划分,确定了48个星座。大家比较熟悉的猎户座、大熊座、仙女座、天鹅座、人马座、白羊座在这时候便产生了。
15世纪复原的托勒密星图 南(图片来源:Wikipedia)
15世纪复制的托勒密星座图北 (图片来源:Wikipedia)
15世纪地理大发现时代以来,欧洲航海家们越过赤道,绕过非洲南端,观察并记录下来了南天极附近的恒星,并逐渐设置了新的星座。有些新的星座还是用科学仪器来命名的,比如圆规座、望远镜座、显微镜座等。如今的国际标准星座除了有1930年国际天文学联合会设置的古希腊星座,还加上了新设置的,共计88个星座。
中国古代当然有自己的星座设定,我们可以统称为“三垣四象二十八星宿”,三垣指的北天极附近的区域,紫微垣、太微垣、天市垣。二十八宿是中国古代尤其是中原地区所见的除三垣以外的星区。二十八星宿又分成4组,以动物命名,每组7个星宿,分别和东南西北方向对应,即为东方青龙,西方白虎,南方朱雀,北方玄武。
在学习中国古代文化的时候,我们经常会遇到星宿的名字。比如诗经里“维南有箕,不可以簸扬。维北有斗,不可以挹酒浆”,说的就是箕宿和斗宿;杜甫诗里“人生不相见,动如参与商”,指的是参宿、商宿,商宿也叫心宿。
星座还能用来判断时间?
对天文学家来说,星座有两种基本作用:一是用来描述天空的方位。因为天空一直在旋转(因为地球在自转嘛),要准确描述星空,尤其是讨论日月五星的运动规律,就得用星座来描述它们的位置。二是用来判断时间、季节,计算历法。我们所用的时间(年月日、时分秒)都是从天文规律里来的,尤其是在古代时候,观测日月星辰的位置,提供准确的时间,是天文学家们的基本工作。
苏州石刻天文图(图片来源:苏州文庙)
在远古的时候,古人就知道根据某个星座的出现方位来判断季节了。在中国,古人依据入夜后北斗七星斗柄的指向判断当时的季节:“斗柄指东,天下皆春;斗柄指南,天下皆夏;斗柄指北,天下皆冬。”全天恒星相对位置是不变的(所以叫“恒星”嘛),所以也可以根据其他亮星、星座的出没时间来判断季节。古希腊神话中室女座的故事、中国民谚“二月二龙抬头”,就反映了通过观察星座确定季节“观象授时”的传统。国家担负着计算和颁布历法的任务,天文学家们就必须掌握太阳、月亮的运行规律,也就是它们在星座里的位置,由此计算出未来精确的时间,从而编制成古代各民族的历法。
因为恒星分布是不均匀的,所以中西方的星座也是大小不一的。从古巴比伦时代开始,天文学家们为了方便起见,又把黄道一圈360度平均分成了12份,每一份称为一个星宫,就是我们熟悉的黄道十二宫。这样一来,在描述日月行星的位置时,就可以用它在星宫里的坐标来说,比如“太阳在春分时进入白羊宫”,其他天文学家就明白了太阳的位置。
17世纪星图上用黄道十二宫代表天空(图片来源:(Wikipedia)
所以今天我们平时说的星座,实际包含了天文学上两个概念,一个是抬头可见的星座(constellation),一个是用作坐标系统的星宫(sign)。它们都是天文学家确定天空方位的工具,这两个概念有联系也有区别。
星座占卜可靠吗?
说到星座,就不可避免要提到占星术,也叫星座占卜,就是我们在媒体上常见的各类“星座运程”,通过人们生日星座和黄道十二宫来判断个性、运程,还有更复杂一些的玩法,涉及上升星宫、下降星宫、月亮和各大行星所在的星宫。中国古代也有占星术,一般称为军国占星术,就是只能用来预测封建朝廷和帝王将相的命运,普通人只能用生辰八字做占卜。
今天我们知道,无论星宿、星座、星宫,都是天文学家确定日月五星位置的坐标工具,跟我们的命运没什么关系,占星术是一种古代的错误认识。可反过来说,占星术也有那么一点点儿价值,就是古人之所以研究和相信占星术,实际上是提出了一个问题:我们头顶上这片神秘的星空,跟我们究竟有没有关系?有什么关系?占星术对这个问题提供了一个错误答案,真实的答案在现代天文学里。
金牛座的“蟹状星云”,是一次超新星爆发遗迹(图片来源:ESO)
到20世纪,天文学家们才发现,包括太阳在内,每一颗恒星都有演化过程,恒星燃烧还创造出了我们身边熟悉的碳氮氧等元素。某颗恒星生命结束之后,抛洒出的尘埃又再度形成了太阳系,包括地球和构成我们自身的物质。所以,我们和宇宙的真实联系,已经被天文学家们找到了:我们都是恒星的尘埃。构成我们身体的物质都曾经在某颗或者某几颗恒星里,是通过恒星演化、爆炸,聚集到地球上来的。学习科学,理解宇宙星空,也是在理解我们自己。