06.10 “迢迢牽牛星,皎皎河漢女”傳說裡的牛郎織女——牛郎星!(上)

牛郎星,又稱為“河鼓二”、“天鷹座α”,也叫牽牛星或大將軍,在日本稱為彥星,在夜空中的亮度為第十二亮,成白色亮光。與織女星隔銀河相望。牛郎星距太陽16.7光年,相對於銀河系的10萬光年來說,這個距離還是很近的。牛郎星的平均直徑是太陽的1.6倍大,赤道直徑是太陽的2倍,表面溫度約為7000℃,比太陽高約1000℃;牛郎星的自轉速度很快,自轉一週僅需要大約7個小時,與太陽的25.05天相比簡直快的不可思議,如此高的自轉速度,也就使得牛郎星的形狀為一個橢球體,它的赤道半徑是它的極半徑的1.5倍,這讓它看起來更像是一個雞蛋。就發光程度而言,牛郎星的亮度是太陽的8.8倍,從地球上看,它的視星等為0.77等。根據觀測,牛郎星正以每秒33公里的速度向太陽靠近。

“迢迢牽牛星,皎皎河漢女”傳說裡的牛郎織女——牛郎星!(上)

牛郎星與太陽的比較

從地球上看,在牛郎星的兩旁有兩顆較為暗淡的星星,三顆星正好排在一條直線上,阿拉伯人稱這三顆星為天平星,而在中國古代,這兩顆星同牛郎星織女星共同組成一個傳說故事——《牛郎織女》,古中國人把牛郎星看做是挑擔星,而把兩邊的星星想象成牛郎和織女的兩個孩子,在科學的稱呼上,這兩顆星被稱為河鼓一和河鼓三。在夏季,牛郎星同天津四、織女星三顆明亮的星星組成“夏季大三角”,而牛郎星位於大三角的南端。

“迢迢牽牛星,皎皎河漢女”傳說裡的牛郎織女——牛郎星!(上)

夏季大三角

1978年之後,有科學家稱觀測到牛郎星是有3顆伴星的四重聯星。並將其三顆伴星分別被命名為WDS19508+0852B、WDS19508+0852C、WDS19508+0852D。但是後來發現此三者很可能是在牛郎星附近出現的不相關恆星,因此尚且有爭議。該三個恆星可能是紅矮星,也可能是褐矮星。2007年,NASA宣佈:該三個恆星只是牛郎星的光學伴星。如今牛郎星已經被認定為單星,不存在伴星系統。另外此三個假的牛郎星伴星的視星等全部為9等以下,可以推測它們和太陽距離比較遙遠。也就說明這三顆恆星並不在牛郎星附近的區域內。目前根據哈勃空間望遠鏡的觀測結果,並未在牛郎星周邊發現有行星存在,但沒發現並不代表就一定沒有。根據科學家的推測,如果在距離牛郎星主星3.4AU(1AU=1.5億千米)的位置上存在類地行星的話,那麼在該行星上很可能有液態水。但是考慮到該星系尚還年輕,該類地行星也會像最初10億年的地球一樣,處在隕石和流星不斷撞擊中。即便存在生命的話,只有原始的單細胞生物和細菌能夠存活。當然,一切都僅僅是假設。

密歇根大學的天文學家John Monnier和他的研究生領導了一個國際天文學家小組,利用美國喬治亞州立大學設在加利福尼亞州威爾遜山上的CHARA干涉望遠鏡鏡陣,完成了對牛郎星的精細觀測。這項觀測利用了鏡陣中6臺望遠鏡中的4臺,它們相互間隔約270米。用所謂的光干涉測量法將光線組合起來之後,觀測效果足以與一架面積與足球場相當的超大望遠鏡媲美,因此拍攝到的牛郎星照片分辨率極高,甚至比哈勃太空望遠鏡拍攝的最清晰的照片,還要精細大約100倍。其他的研究小組曾用這項技術拍到過其他恆星的表面照片,但那些恆星都比太陽和牛郎星大了上百倍。密歇根大學的這項觀測,首次拍攝到太陽系外另一顆主序星的表面細節,堪稱觀測史上的一次重大突破。主序星是指內部的熱核聚變穩定發生的恆星,太陽和大多數夜空中可見的恆星都屬於主序星。喬治亞州立大學參與此項觀測的天文學家Harold McAlister指出,“對於我們來說,這只是剛剛起步。還在數不清的主序星有待我們觀測,能夠拍攝到它們的表面照片,將給未來的研究工作提供大量信息。”

牛郎星是天鷹座中最明亮的恆星,在北半球的夜空中用肉眼就可以清晰的看清楚。這顆恆星比太陽更熱、更年輕。牛郎星赤道區域的自轉速度是太陽速度的60倍!因此,牛郎星不像太陽那樣是個幾乎完美的球體,它的快速自轉讓它的“腰圍”明顯胖出一圈,成了一個扁扁的橢球體。天文學家Hugo von Zeipel早在1924年就預言,快速自轉會讓恆星的赤道區域突起。他還預言突起的部分亮度會下降,產生所謂的重力昏暗(gravity darkening)現象,因為那裡距離恆星核心更遠,溫度會較低。這次拍攝的牛郎星照片看似證實了他的預言,因為赤道區域確實顯得較暗。但經過仔細的分析,Monnier指出,赤道區域變暗的程度超出了標準模型的預言,這說明現有的理論模型存在缺陷,有待進一步修正。

“迢迢牽牛星,皎皎河漢女”傳說裡的牛郎織女——牛郎星!(上)

牛郎星

我國民間關於牛郎織女的傳說向來久遠,而七夕節這個傳統的節日也和牛郎織女的傳說有著很大的關聯。據記載,七月七日牛郎織女相會故事的最早來歷可在西晉文學家傅玄的《擬天問》裡發現,他說:“七月七日牽牛織女會天河”,這個傳說可能起源在更早的東漢。清末王湘綺的詩裡寫到:“廝養娶才人,天孫嫁河鼓,一配匆匆終百年,粉淚簪花總不語。”他看到的是匹不匹配的問題,而更向往的是:“春來江上霞如綺,錦水鴛鴦不獨飛。” 南朝時候宗懍的《荊楚歲時記》記載了那時江漢地區,七月初七日這天夜晚,家家戶戶的婦女結紮彩絲線,空很細的針,有的人用金、銀、黃銅做成針,把瓜、果等擺列在庭院中,向織女星神乞求智巧。如果有蜘蛛在瓜果上織網,就認為是織女星神降臨的顯示。也就是說,七月七日這天晚上,不只有牛郎織女相會的意義,而且有向織女星神乞求智巧的意義。織女星作為民間傳說裡的紡織女神,她是古代勞動婦女勤勞智慧的象徵,古代婦女在這天晚上,通過結紮彩絲線這樣的女紅活動來祭祀她,希望從她那裡得到智巧的源泉,所以七月七日晚上,又被稱為“乞巧節”,這是一個有進取精神的節日。後來北宋孟元老在《東京夢華錄》寫到北宋盛時,七夕分外熱鬧,“七夕前三五日,車馬盈市,羅綺滿節,旋折未開荷花,都人善假做雙頭蓮,取玩一時,提攜而歸,路人往往嗟愛。”,“七日晚,貴家多結綵樓於庭,謂之‘乞巧樓’。鋪陳磨喝樂(注)、花瓜、酒灸、筆硯、針線,或兒童裁詩,女郎呈巧,謂之‘乞巧’。”。南宋吳自牧的《夢粱錄》與周密的《武林舊事》所記載的南宋臨安七夕夜與北宋的慶祝活動大致相同,比起南北朝時期,乞巧節在兩宋的活動更豐富多彩。七夕節不僅是古代中國人民多元民俗文化的一部分,也是一個啟迪智慧和勾起對愛情遐想的節日。

“迢迢牽牛星,皎皎河漢女”傳說裡的牛郎織女——牛郎星!(上)

鵲橋會

在我國古代的二十八星宿中,就有牛宿這一星宿,在漢代的天文星宿圖中,牛宿常被畫成牽牛的小人,近現代學者認為牛郎最早可能是源於牛宿,後來才演變成如今的牛郎。

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