前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，天狼星的兩顆恒星，即天狼星A和天狼星B，分別代表著兩種最主要的恒星類(lèi)型：主序星和白矮星。我們也介紹了天文學(xué)史上的三件大事：1. 赫茨普龍和羅素發(fā)明了赫羅圖，從而搞清楚了天上的恒星都有哪些類(lèi)型；2. 愛(ài)丁頓意識(shí)到主序星的能量源于發(fā)生在其內(nèi)部的把氫聚變?yōu)楹さ暮朔磻?yīng)，從而揭開(kāi)了恒星結(jié)構(gòu)與演化的秘密；3. 錢(qián)德拉塞卡發(fā)現(xiàn)了白矮星的錢(qián)德拉塞卡極限，進(jìn)而揭示出白矮星并不是恒星演化的唯一結(jié)局。接下來(lái)，讓我們?nèi)タ纯刺炖切潜旧怼??
先來(lái)看看天狼星A。前面已經(jīng)講過(guò)，天狼星A是夜空中最亮的星?？赡苡腥藭?huì)問(wèn)：“這是用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量的呢？”為了回答這個(gè)問(wèn)題，我需要先給你科普一個(gè)在天文學(xué)上非常重要的概念，那就是星等。顧名思義，星等就是星星的等級(jí)，它標(biāo)定的是星星的明暗程度。
世界上第一個(gè)提出星等這個(gè)概念的人，是古希臘大天文學(xué)家喜帕恰斯。即使你沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)這個(gè)人，也一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)他在數(shù)學(xué)上的貢獻(xiàn)。我們?cè)谥袑W(xué)學(xué)到的各種三角函數(shù)，例如正弦、余弦、正切、余切，就是他最早提出的。正因?yàn)槿绱耍才燎∷挂脖缓笕朔Q(chēng)為“三角學(xué)之父”。 ?
利用自己打造的這把三角學(xué)的大錘，喜帕恰斯砸扁了不少天文學(xué)上的硬釘子。比如說(shuō)，他仔細(xì)計(jì)算了月球和太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而成了歷史上第一個(gè)能夠準(zhǔn)確預(yù)言月食和日食的人。他還計(jì)算過(guò)地月距離和日地距離；前者算得很準(zhǔn)，但后者有巨大的誤差。此外，他也相當(dāng)精確地測(cè)出了一月和一年的長(zhǎng)度，并且第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了歲差的現(xiàn)象（由于地球自轉(zhuǎn)軸的緩慢進(jìn)動(dòng)而導(dǎo)致的北極星方位發(fā)生偏移的現(xiàn)象）。
公元前135年，喜帕恰斯編制了世界上的第一張星表。在這張星表中，他標(biāo)出了850顆恒星在天球面上的具體方位。為了標(biāo)記這些恒星的明暗程度，喜帕恰斯提出了星等的概念。
星等是用阿拉伯?dāng)?shù)字表示的。一個(gè)天體的星等越小，這個(gè)天體的亮度越大；事實(shí)上，隨著星等的減小，天體亮度將等比例地變大。根據(jù)天文學(xué)的定義，5個(gè)星等的亮度差距是100倍（舉例來(lái)說(shuō)，1等星的亮度是6等星的100倍）。很容易算出，如果一個(gè)天體的星等的數(shù)值比另一個(gè)天體小1，那么它的亮度就是另一個(gè)天體的2.512倍。
單純說(shuō)星等的數(shù)值有點(diǎn)過(guò)于抽象，我們還是來(lái)舉幾個(gè)具體的例子。在天文學(xué)上，人們把織女星的星等定為0。作為對(duì)照，太陽(yáng)的星等是-26.74，滿(mǎn)月的星等是-12.90，金星最亮?xí)r的星等是-4.89，木星最亮?xí)r的星等是-2.94，火星最亮?xí)r的星等是-2.91，水星最亮?xí)r的星等是-2.45，而天狼星A的星等則為-1.47。 順便多說(shuō)一句。太陽(yáng)、月球、金星和木星，在任何時(shí)候都比天狼星A亮；而火星和水星，在離地球近的時(shí)候比天狼星A亮，在離地球遠(yuǎn)的時(shí)候比天狼星A暗。
需要強(qiáng)調(diào)的是，我們前面所講的星等，其實(shí)是各種天體的“視星等”，也就是站在地球上觀測(cè)到的各種天體的星等。但是，視星等并不能反應(yīng)出各種天體的真實(shí)亮度。道理很簡(jiǎn)單。視星等會(huì)隨著與地球距離的增大而增大。所以一些特別亮的天體，由于與地球相距甚遠(yuǎn)，看起來(lái)還是相當(dāng)昏暗。
為了評(píng)估各種天體的真實(shí)亮度，天文學(xué)家們又提出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，叫做“絕對(duì)星等”。絕對(duì)星等的定義是，把一個(gè)天體置于離地球32.6光年遠(yuǎn)的地方后所觀測(cè)到的星等。事實(shí)上，只要知道一個(gè)天體的視星等和它與地球間的距離，就可以利用亮度與距離平方成反比的關(guān)系，計(jì)算出它的絕對(duì)星等。一個(gè)天體的絕對(duì)星等越小，就說(shuō)明此天體的絕對(duì)亮度越大。類(lèi)似地，兩個(gè)天體的絕對(duì)星等相差5，它們的絕對(duì)亮度就相差100倍。
知道了星等的概念，現(xiàn)在我們可以回答本節(jié)一開(kāi)始提出的問(wèn)題了。人們之所以說(shuō)天狼星A是夜空中最亮的星，是因?yàn)樗囊曅堑仍谒泻阈侵信琶诙?，僅次于無(wú)可爭(zhēng)議的霸主：太陽(yáng)。但要是比絕對(duì)星等，天狼星A就比太陽(yáng)厲害多了。事實(shí)上，天狼星A的絕對(duì)亮度是太陽(yáng)的25倍。
說(shuō)完了天狼星A，讓我們來(lái)聊聊天狼星B。事實(shí)上，天狼星B也不是無(wú)名小卒。它是離地球最近的、全世界最早發(fā)現(xiàn)的白矮星。
天狼星B的視星等是8.44。這意味著，它比天狼星A暗了將近一萬(wàn)倍。換句話說(shuō)，天狼星B完全被籠罩在天狼星A的光輝中。因此，盡管人類(lèi)早在古埃及時(shí)代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了天狼星A，一直到19世紀(jì)中葉，才有人意識(shí)到天狼星B的存在。最早意識(shí)到它存在的人，是德國(guó)天文學(xué)家弗里德里?！へ惾麪?。?
貝塞爾的人生經(jīng)歷相當(dāng)傳奇。1784年，貝塞爾出生在德國(guó)明登市的一個(gè)公務(wù)員的家庭。像以前講過(guò)的很多大科學(xué)家一樣，少年時(shí)代的貝塞爾也遭遇了一場(chǎng)人生變故。14歲那年，由于家道中落，他被迫從中學(xué)退學(xué)，跑到不來(lái)梅的一家做海運(yùn)生意的公司當(dāng)學(xué)徒。不過(guò)塞翁失馬，焉知非福。為了工作需要，貝塞爾開(kāi)始鉆研航海學(xué)；隨后，為了更好地測(cè)量地球的經(jīng)緯度，他的興趣又轉(zhuǎn)向了天文學(xué)。
20歲那年，名不見(jiàn)經(jīng)傳的貝塞爾橫空出世。他發(fā)表了一篇論文，以高超的數(shù)學(xué)技巧，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算哈雷彗星軌道的傳統(tǒng)方法。這篇論文讓他在天文學(xué)界聲名鵲起。兩年后，貝塞爾離開(kāi)了不來(lái)梅的公司，成了德國(guó)天文學(xué)家約翰·施特勒爾的助手。又過(guò)了三年，年僅25歲的貝塞爾一步登天，成了新成立的柯尼斯堡天文臺(tái)的首任臺(tái)長(zhǎng)。
換句話說(shuō)，貝塞爾只用了11年的時(shí)間，就完成了從一個(gè)失學(xué)少年到一個(gè)天文學(xué)界大拿的華麗蛻變。
貝塞爾最大的長(zhǎng)處是他的數(shù)學(xué)特別好。事實(shí)上，他也研究了我們?cè)谇懊嬷v過(guò)的三體問(wèn)題；在此過(guò)程中，他提出了一類(lèi)后來(lái)在物理和工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的函數(shù)，也就是所謂的貝塞爾函數(shù)。
順便八卦一下。1811年，由于著名的數(shù)學(xué)王子高斯的推薦，貝塞爾被哥廷根大學(xué)授予了榮譽(yù)博士學(xué)位。但兩人的友誼只維持了十多年，就在1825年走到了盡頭。那一年，由于某種不為人知的原因，兩人大吵了一架，然后從此分道揚(yáng)鑣。
1844年，貝塞爾發(fā)現(xiàn)了天狼星的一個(gè)詭異之處：它的實(shí)際位置與理論預(yù)言經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一定的偏移，而且這個(gè)偏移還忽左忽右、飄忽不定。
這種狀況與我們?cè)凇奥教?yáng)系”之旅中講過(guò)的人類(lèi)發(fā)現(xiàn)海王星時(shí)的狀況頗為相似。要想解釋這種奇怪的現(xiàn)象，無(wú)外乎兩種思路：1. 假定牛頓的萬(wàn)有引力定律有問(wèn)題，并對(duì)它進(jìn)行修改。2. 假定在那個(gè)行為詭異的天體旁邊，還有一個(gè)以前沒(méi)找到的天體。
與勒維耶一樣，貝塞爾也選擇了第二種思路。他推測(cè)天狼星并不是一顆單獨(dú)的恒星，而是一個(gè)雙星系統(tǒng)。這意味著，在明亮的天狼星旁邊，還有一顆相當(dāng)暗的伴星。換言之，天狼星就像是一個(gè)翩翩起舞的人，一直在和自己的一個(gè)不起眼的舞伴互相旋轉(zhuǎn)。
10多年后，貝塞爾的猜想得到了證實(shí)。1862年1月31日，美國(guó)的一個(gè)叫阿爾文·克拉克的望遠(yuǎn)鏡制造商，跑到美國(guó)西北大學(xué)迪爾伯恩天文臺(tái)去調(diào)試一個(gè)18.5英寸（約0.47米）口徑的望遠(yuǎn)鏡。 在調(diào)試的過(guò)程中，他竟然陰差陽(yáng)錯(cuò)地發(fā)現(xiàn)了天狼星有一顆昏暗的伴星。從那以后，人們就把這兩個(gè)天體稱(chēng)為天狼星A和天狼星B了。
最后再介紹一個(gè)目前尚無(wú)定論的研究。從19世紀(jì)末，就開(kāi)始有人懷疑天狼星并不是一個(gè)真正的雙星系統(tǒng)；換句話說(shuō)，他們認(rèn)為在這個(gè)雙星系統(tǒng)的周?chē)?，還存在著一顆質(zhì)量更小、更昏暗的恒星。100多年過(guò)去了，這種懷疑并沒(méi)有隨風(fēng)而逝。舉個(gè)例子，1995年，就有人發(fā)表了一篇論文，宣稱(chēng)天狼星A和天狼星B的運(yùn)動(dòng)軌跡存在著一定的異常；要想解釋這種異常，需要假設(shè)在天狼星A的周?chē)€環(huán)繞著一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量的6%的恒星。后來(lái)，這篇論文并沒(méi)有得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可；按照目前天文學(xué)界的主流觀點(diǎn)，沒(méi)有找到天狼星雙星周?chē)嬖诤阈腔蛐行堑淖C據(jù)。所以天狼星是否有第三顆恒星，還需要未來(lái)進(jìn)一步的探索。
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