为什么我们看不到恒星在动?

恒星之所以被称之为“恒”星,就是因为它们相对于“行“星,每天晚上在天空中的相对位置看似不变。古人也因此把恒星和行星区分,并且把他们肉眼可以看到的恒星记录下来,比如古希腊的喜帕恰斯,他大约活了 70 岁,编录了上千颗恒星的相对位置——不知道他数星星时有没有睡着。 Hipparchus,约公元前 190 年 - 公元前 120 年但恒星在银河系内绕银河系中心旋转,怎么会不运动呢,只是由于它们大多离地球太远,即便有高速运动也敌不过漫长的距离的消耗,让人的肉眼看不清楚。人眼能看清的物体大小是有极限的,最小是一个或几个角分,还记得小学学《几何》用的量角器吧,一个角分就是普通量角器最短刻度——1 度的 1/60。所以古人说:明察秋毫,那是眼睛很好的人才能看得清的尺度。 最小的那个刻度间隔是 1 度,而 1 角分是 1 度的六十分之一当然,如果钻一下牛角尖,太阳也是恒星,它与地球的平均距离是 1.5 亿公里,因此在每个白天的相对位置变化还是比较明显的。比较巧妙的办法是,每天中午日照当空,你记录日影的长度,便会发现长短会发生变化——古人因此确立了阳历,最短和最长日影分别对应了夏至和冬至两天。有一个天文术语叫”周年视运动“,说的就是这个事。 然而,对于更远的恒星,人的肉眼实在难以分辨它们动没动,哪怕喜帕恰斯 70 年的一生也看不到。但是,这并不代表人类看不见。 一千八百年后,有一个英国人,他的名字可能很多人都知道: 哈雷,但不是开摩托那位。当哈雷在故纸堆找出喜帕恰斯的星表后,对比他自己看到的星空发现,天狼星,还有别的一些恒星位置怎么与记载不同,位置偏离了数十个角分。 Edmond Halley,1656 年 -1742 年这便是恒星”自行(proper motion)“的发现,自行就是恒星的周年视运动,即它们每年看上去的位置变化。现在我们知道,已知最大自行的恒星叫巴纳德星,它比天狼星暗许多,用望远镜去看,能测量出它每年的自行大小是 10.3 角秒——1 角秒=1/60 角分。 望远镜镜头下记录的巴纳德星的位置变化也就是说,即便是自行最大的恒星,人的肉眼,一年是看不清楚的,一百年变化都很小,只有经过上千年的积累,才会被人类用望远镜看出来。 但人类不甘心生命周期的限制,越来越精细的观测设备被研制出来,帮助人类在数年乃至十数年的时间里观察恒星位置变化。目前最精确的天体测量卫星:欧洲航天局

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为什么我们看不到恒星在动?
头图

恒星之所以被称之为“恒”星,就是因为它们相对于“行“星,每天晚上在天空中的相对位置看似不变。古人也因此把恒星和行星区分,并且把他们肉眼可以看到的恒星记录下来,比如古希腊的喜帕恰斯,他大约活了 70 岁,编录了上千颗恒星的相对位置——不知道他数星星时有没有睡着。

Hipparchus,约公元前 190 年 - 公元前 120 年

但恒星在银河系内绕银河系中心旋转,怎么会不运动呢,只是由于它们大多离地球太远,即便有高速运动也敌不过漫长的距离的消耗,让人的肉眼看不清楚。人眼能看清的物体大小是有极限的,最小是一个或几个角分,还记得小学学《几何》用的量角器吧,一个角分就是普通量角器最短刻度——1 度的 1/60。所以古人说:明察秋毫,那是眼睛很好的人才能看得清的尺度。

最小的那个刻度间隔是 1 度,而 1 角分是 1 度的六十分之一

当然,如果钻一下牛角尖,太阳也是恒星,它与地球的平均距离是 1.5 亿公里,因此在每个白天的相对位置变化还是比较明显的。比较巧妙的办法是,每天中午日照当空,你记录日影的长度,便会发现长短会发生变化——古人因此确立了阳历,最短和最长日影分别对应了夏至和冬至两天。有一个天文术语叫”周年视运动“,说的就是这个事。

然而,对于更远的恒星,人的肉眼实在难以分辨它们动没动,哪怕喜帕恰斯 70 年的一生也看不到。但是,这并不代表人类看不见。

一千八百年后,有一个英国人,他的名字可能很多人都知道: 哈雷,但不是开摩托那位。当哈雷在故纸堆找出喜帕恰斯的星表后,对比他自己看到的星空发现,天狼星,还有别的一些恒星位置怎么与记载不同,位置偏离了数十个角分。

Edmond Halley,1656 年 -1742 年

这便是恒星”自行(proper motion)“的发现,自行就是恒星的周年视运动,即它们每年看上去的位置变化。现在我们知道,已知最大自行的恒星叫巴纳德星,它比天狼星暗许多,用望远镜去看,能测量出它每年的自行大小是 10.3 角秒——1 角秒=1/60 角分。

望远镜镜头下记录的巴纳德星的位置变化

也就是说,即便是自行最大的恒星,人的肉眼,一年是看不清楚的,一百年变化都很小,只有经过上千年的积累,才会被人类用望远镜看出来。

但人类不甘心生命周期的限制,越来越精细的观测设备被研制出来,帮助人类在数年乃至十数年的时间里观察恒星位置变化。目前最精确的天体测量卫星:欧洲航天局的"Gaia"望远镜,它的位置观测精度达到了数十个微角秒——1 微角秒=0.000001 角秒。

Gaia 空间望远镜

那些最快的自行恒星,顷刻间就能看见它位置的变化,银河系更远处自行更小的恒星,在 Gaia 十年周期的记录中也能显现。甚至,银河以外的一些星系,它们的”一举一动“仍可以被捕捉到,这都得益于人类观测恒星的分辨率的提高。

所以,看恒星在动,再也不用等 1800 年!

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