精彩宇宙时空:恒星运动在圣赫勒拿岛的发现

恒星运动的发现

在离开非洲西海岸1800千米的南大西洋中大约西经10°、南纬16°的万顷碧波中，有一个名声显赫的火山岛——圣赫勒拿岛。1502年时它首先为葡萄牙军队占领，后来易手为荷兰人管辖，1659年至今属于英联邦的范围。

这个面积仅只120多平方千米的小岛所以举世闻名，是因为它是拿破仑兵败之后的放逐地。1821年，拿破仑在这个岛上绝望地结束了自己的一生。

对于天文学来讲，圣赫勒拿岛也是一个值得一提的小岛。在17世纪前，所有的天文知识都囿于北半天球。1676年11月，刚满20岁的一个英国大学生——哈雷在巴黎天文台台长卡西尼的鼓励下，踌躇满志地登上了英国东印度公司的一艘海轮，来到了这个荒岛。他带着一架焦距为7米的折射望远镜和其他一些天文仪器，在那儿建立了一个临时性的天文台，这是人类科学史上第一个位于南半球的天文台。哈雷一年的观测，使天文学家第一次了解了全天的所有恒星。1678年哈雷回到英国，发表了他的观测结果，并编出了一本包括381颗恒星的星表，使人们对这位青年肃然起敬，并称他为“南天的第谷”。

1718年，哈雷完成了一系列重大发现后，又继续研究星表。他把自己测出的一些恒星位置与古希腊的星表进行比较，发现不少恒星的相对位置有了改变，而且改变的方向和大小漫无规律。他在疑惑之余又与一个世纪前观测大师第谷的结果进行了对比，发现三者都不完全相同，但他与第谷的差别极微。哈雷经过仔细研究，终于大胆提出了“恒星不恒”的观点——恒星有“自行”，它们在天球上的位置在移动着，而且年代越长，移动的角距离越大。

自行是恒星在垂直视线方向上的“横向”运动，科学地讲是切线方向，故称切向。很明显，人们见到的恒星切向运动不仅与这星的切向速度有关(速度越快，移动越大)，也与这颗星离开观测者的距离关系极大。一架飞翔在高空的飞机，尽管时速可达几百、上千千米，但在人们眼里，它的切向移动还不如小鸟快，所以自行又与恒星的距离成反比。(www.xing528.com)

正是因为这个原因，恒星的自行都是十分微小的——一般都小于0．1″/年，这相当于它们10年移动的角度仅仅与6千米外的一枚50分普通邮票相当!难怪在哈雷以前谁也没有想到过恒星竟然是“不恒”的!

测定恒星的自行是不容易的，常常要与100年(至少50年)前的底片比较——而这种底片却是不多的，因照相术发明用到天文上，至今不过140多年的时间。经过天文学家的艰苦努力，人们现在已经有了40多万颗恒星的自行数据。在现阶段，这似乎也到了“尽头”，因为更加遥远的天体其自行已小得微乎其微，超出了仪器的能力。在已知自行的恒星中，只有千分之一即400颗在1″/年左右。但是也有个别的恒星自行很大，达10．31″/年这就是位于蛇夫座内的巴纳德星。它是一颗肉眼看不见的10等星，也是离太阳第四近的恒星。它之所以能夺冠，“近水楼台”就是一个重要的因素。自行的亚军是位于南天绘架座内的卡普均星，它的自行值是8．8″/年，这颗星离太阳3．9秒差距。

必须指出的是，自行与真正的切向速度之间不能划等号。例如，冠军巴纳德星的切向速度是每秒85千米，而亚军卡普坦星的实际速度几乎是其2倍——每秒163千米。

在人的一生中，恒星自行的影响一般可不予考虑，但是日积月累从历史角度来考察，却是惊人的。以北斗七星为例，它在10万年之前与10万年之后的形状就不大一样。如果当年北京猿人也画下他们所见的星图，相信到现在谁也无法辨认了。

由此可见，所谓“星座”，实在是人为的“拉郎配”，它们并不是一个什么系统。星座中各个恒星的半径、质量、运动和离太阳的距离，都是“独立自主”各不相干的。