再过十几天就是清明假期了,大家可能会去扫墓、踏青,享受春天的气息。大家有机会不妨注意一下,在4月5日的早上黎明之前,会有一个平时不常见的天文奇观——四星连珠。大约5:10分左右,东方的天边已经开始放亮,地平线附近最亮的一颗星就是金星。同时在天边还可以看到弯弯的月亮。在金星和弯月亮之间,就是土星和火星。这4个天体大致排列在一条线上,形成一个美丽的天文景观。
由于这些天体的高度相对较低,它们很容易被城市里的建筑物遮挡,因此不太容易观测到。如果你住在海边,或者向东的方向比较开阔,可以抓住这个观测时机。不过,这个观测窗口非常短暂。对于沿海城市来说,5点半左右太阳就会升起,星星们将逐渐消失在日光中。如果你在手机上安装一个类似SeeStar这样的星图软件,你会发现这一次连城一线的不止月球、火星、土星和金星这4个天体。太阳、水星、木星和天王星也都在这条线上。
这其实是一个八星连珠的天象。只是因为太阳的亮度实在太高,所以在太阳升起之后,排在它后面的水星、木星和天王星自然就看不见了。只有到了傍晚时分,太阳下山之后,我们才可以看到太阳另一边的木星和天王星。由于水星距离太阳太近,通常会被淹没在太阳的光辉里,所以即便是傍晚,也不容易看到水星。天王星是一颗6等星,属于环境良好,肉眼勉强可见的类型,恐怕也会淹没在太阳的余晖里。
其实,太阳系中的大部分天体都分布在黄道面附近,围绕太阳旋转。所以,从地球上看起来,大行星们总是处在连成一线的状态。不过,只有它们的夹角比较小的时候,才会出现几星连珠的天文效果。这一次有这么多行星的夹角离得比较近,也是比较难得的天文现象。上个世纪80年代,真的发生过几颗大行星大致排列在了一条线上的情况,而且还是分布在分布在太阳的同一侧。
这种轨道周期上的巧合,给科学家们提供了一个绝佳的机会,那就是有可能利用一颗探测器,顺路拜访一大串的大行星。美国NASA在1977年发射了旅行者1号和2号探测器,一路拜访了木星、土星、天王星和海王星,可以说是一次收获满满的深空之旅。这两颗探测器堪称伟大,其成果难以复制,不是因为探测器技术有多好,而是因为这样的机会实在难得。如今城市的光污染都比较严重。地平线上的建筑物也比较多。
春季的星空亮星不多,大部分便于观测的目标都在北边,尤其是大熊座附近。即便对于没有天文学知识的人来说,寻找北极星也是不难的。北极星位于我们的正北方向,由于它的位置几乎就处在北天极上,所以一年四季,北极星的位置都是不会改变的。北极星的高度角与观察者所在的纬度相当。通过手机查询一下本地的经纬度,再用指南针确认正北方向,就能迅速地定位北极星了。
以我国的地理纬度,北极星附近的这片天区,不管怎么斗转星移,都是不会落到地平线以下,一年四季都能看到。古人很早就发现,似乎满天繁星都在绕着这片天区旋转,颇有点“地方拱卫中央”的意思。所以,就把中间这片区域称为紫微垣,象征着帝王的居所。地上的紫禁城,就是对应天上的紫微垣。古人是相信天人感应的。北极星所在的星座名叫小熊座。作为小熊座最亮的一颗恒星,在它被现代天文学正式命名为小熊座ɑ星。
在我国古代星官体系中,北极星叫做“勾陈一”。勾陈是中国古代主司兵戎的神,对应着皇帝身边的大司马职位。在紫微垣之中,代表皇帝的“帝星”是小熊座β星,中文名称叫做北极二。你可能会感到奇怪,为什么不用北极星来代表皇帝,而是选用了既不在中心,也不是最亮的小熊座β星呢?这是因为,在2000年前,北极星并不在北天极的附近,它距离北天极大约相差12°。
而小熊座的第二亮星北极二,反而距离北天极更近,它与北天极相差大约8°。在我国古代星象文化中,位置远比亮度重要得多,所以,古人选择了北极二作为对应皇帝的帝星,也就并不奇怪了。后来,北极二逐渐远离北天极,而北极星则占据了众星的中心。于是,就形成了帝星既不在中心,也不是最亮的尴尬局面。在古代道家的典籍《道藏》之中似乎提到过北斗七星之中的第6颗开阳也曾经接近过北天极,不过那是5500年前的事了。
北天极在不断地移动,大约25700年晃动一圈。图中黄色数字代表年代,橙色圆圈代表地轴晃动的路线现在是公元2024年,勾陈一最靠近北天极。为什么北极星的位置在短短的2000年里会发生如此大的改变?其实,恒星的位置变化在2000年里是极难察觉到的。发生位置变化的并不是北极星,而是地球自转轴的朝向。自转的地球就像一个转动的陀螺,它的自转轴一直都在轻微地晃动。
根据测算,地球的自转轴大约25700年晃动一圈。晚上10点左右,面向北极星,北斗七星恰好位于北极星的正上方,处于高度角最大的位置。这时的北斗七星躲开了建筑物的遮挡,受到地面光污染的影响也最小。春季的前半夜,北斗七星运行角度较高。位于北斗七星勺柄末端的“开阳”是一个著名的双星系统,因为紧邻“开阳”还有一颗名为“辅”或“开阳增一”的暗星,能否裸眼识别这颗暗星,是对观星者视力的一大考验。
如果你视力不错,在光污染不太严重的夜晚,是可以用肉眼分辨出这颗辅的。望远镜是观星的利器,即便是观光用的双筒望远镜,也能帮大多数人分辨出开阳这颗双星。如果手头有一架SeeStar智能望远镜,那就更不在话下了。别以为“开阳”和“辅”只是简单的一对双星,其实它们是4颗星。因为“开阳”和“辅”本身也是双星,而且还是联星。双星与联星在天文学上是不同的两个概念。
只要两颗星之间的角度特别近,我们就可以把它们叫作双星。但是,双星的概念并不对两颗星的物理距离做任何要求。比如说,当我们用手指指向月亮的时候,手指与月亮可以重合在一起。但是两者的物理距离可是了38万公里呢。如果两颗星不仅看起来很近,在真实的宇宙中,它们也因为引力的牵扯互相绕转,那就可以称之为联星。开阳本身在1889年被发现是一对联星,互绕周期为20年。“开阳”在大型天文望远镜里可以看出是两颗恒星。
但是“辅”即便在大型天文望远镜里,仍然也只是一个光点。2009年,天文学家通过口径5米的海尔望远镜,观察到距离辅星1角秒的位置有一颗星等8.8的暗淡红矮星存在,确认了“辅”的联星身份。想要直接观测到这两颗天体的相互绕转,其实非常麻烦。恒星的绕转周期往往长达几千甚至上万年,短短几年的观测很难看到变化。还有一些双星距离太近,亮度也差异极大,就更加难以分辨。
联星系统甚至多星系统在宇宙中是极为普遍的,只是因为难以观测,才会显得稀少。大熊座附近几乎就是星系的乐园,值得观测的深空天体非常多。我们使用SeeStar这样的智能天文望远镜就可以拍到不少漂亮的深空天体。首先是M3大球团,整体亮度6.3等。这是一个由几百万个恒星组成的密集球团,非常的漂亮,相对来讲也比较亮。风车星系编号M101,亮度是7.9等,这是一个非常漂亮的旋涡星系。
M51也很出名,这个家伙是8.1等,稍微暗了一点。M51星系有一个伴星星系。很明显,M51的一条悬臂已经伸到了隔壁邻居家,似乎是在薅隔壁邻居的羊毛。所以,M51和它的伙伴成了天文摄影爱好者非常喜欢的一个目标。M81波德星系和M82雪茄星系也是两个值得观测的目标。两个星系的距离较近。波德星系亮度6.9等,是一个经典的漩涡星系。
距离波德星系不远的细长的星系就是雪茄星系,它是一个亮度为8.4等的漩涡星系。由于雪茄星系正好用侧面对着地球,所以我们有幸可以观测到它中心部位向外喷射的喷流。这也是天文爱好者喜欢把雪茄星系当作观测目标的原因。春季可以拍摄的深空天体还有很多。使用SeeStar智能天文望远镜,通过手机App和望远镜本体联通以后,就可以操纵它进行自动的寻星和拍照。
在SeeStar的自带星图和推荐天体列表中,你可以看到更多有趣的深空天体,使用自动寻星功能,就能方便地找到它们。在APP中选定目标,SeeStar智能天文望远镜会自己指向目标,通过一次次的曝光来校准天空与星图的位置关系。自动对准目标以后,它会立即开始拍摄任务。亲眼看着暗淡的深空天体,通过图像的一次次叠加,从一片黑暗之中逐渐亮起来。我们不由得感叹,原来黑暗的夜空之中还隐藏着如此瑰丽的景象。
虽然,在城市环境中,SeeStar也能捕捉到这些暗弱的深空天体,但是对于天文摄影来说,好环境永远是第一位的。如果能去远离城市的郊外或者是高山上拍摄,画面的质量就能得到显著地提升。午夜过后,城市里的灯光干扰降到了最低,这时候是城市星空摄影的最佳时机。对深空摄影来讲,月亮也算是一种光污染。了解月亮运行的规律,选择没有月光的日子进行星空拍摄,也是一名观星者的必修课。