第十章
天鵝座
在橫貫夜空的銀河中，有一個宛如天鵝飛翔的星座，叫天鵝座。它與銀河兩岸的天鷹座、天琴座鼎足而立，是夏季夜空中非常醒目的星座之一。由這3個星座中的3顆主星(α星)所組成的一個大三角形，就是著名的“夏季大三角”。盡管天鵝座浸沒在白茫茫的銀河之中，但由於這一星座中亮星較多，人們仍不難找到它。
如果把天鵝座中幾顆較亮的星連接起來，便構成一個大十字架，與初夏南天的南十字座遙遙相對，因而人們稱之為“北十字”。古希臘天文學家把北十字以及周圍的所有星鬥想象為一隻展翅飛翔的天鵝。在這隻天鵝的尾部，有一顆一等亮星天津四。在天津四的東麵不遠處，還有一顆很著名的星星，叫天鵝座61星，離地球約11光年。它是除太陽以外離地球最近的第13個恒星，眼力好的人可以在晴朗的夜空中看到它。
在古希臘神話故事中，天鵝座是天神宙斯的化身。傳說宙斯愛上了美麗的斯巴達王後勒達，但他害怕生性嫉妒的神後赫拉發現，總是變成1隻天鵝去和勒達幽會，還生下了兩個兒子(雙子座)。後來，宙斯把這隻天鵝的形象留在天上，成為天鵝座。
觀看天鵝座的出沒是很有趣的。天鵝由東北方上升，這時天鵝幾乎是側著身子升上天空。它升到天頂時，頭指向南偏西。它移到西北方時，變成頭朝下，尾巴朝上，最後向西北地平線沉沒。當然，同所有的恒星一樣，天鵝座在不同季節升起的時間是不同的。例如，在春天，天鵝大約在半夜升起，初秋它在下午升起，黃昏後已高掛天空了。
大犬座
大犬座是冬季南天夜空中的星座之一，位於獵戶座的東南方，天兔座的正東方。因為星座中有全天最亮的恒星——天狼星，所以非常容易辨認。
大犬座是南天的1個小星座，但因星座中有一顆全天最亮的恒星天狼星，所以十分引人注目。整個星座猶如1隻飛奔的獵犬，正撲向位於它西側的天兔座。天狼星位於獵犬的鼻子上，大犬ε星(我國稱為弧矢七)亮如1等星，正好位於獵犬的腹部，而大犬β星(軍市一)位於獵犬的1隻腳上。整個星座雖小，卻十分明亮。大犬座內共有122顆6等以上的恒星。
古希臘神話傳說，獵人奧利翁(獵戶座)不幸被情人阿耳特彌斯誤殺後，他的獵犬西裏烏斯十分悲傷，整天不吃東西，悲哀地吠叫，最後餓死在主人的屋子裏，這件事感動了天神宙斯，就把它升到天上，成為大犬座。大犬座緊跟在獵戶座的後麵，表示西裏烏斯對主人的忠誠。
據說，為了使獵戶和他的獵犬在天上繼續他們的狩獵，宙斯還把1隻狡兔升上天去，成為天兔座。在我國傳統星官係統中，大犬座相當於軍市和弧矢的一部分。如大犬座中名為軍市一，大犬座δ中名為弧矢一，大犬座η中名為弧矢二，大犬座ε中名為弧矢七，等等，每年2月26日晚8時大犬座上中天。
大犬座α，我國稱為天狼。在古代，人們把它看做是主侵略之兆的惡星。偉大愛國詩人屈原在《東君》中寫道：“舉長矢兮射天狼，操餘弧矢兮反淪降。”把天狼比喻成虎狼般的秦國，希望能“射下天狼”為民除害。《史記·天官書》中有這樣的記載：“其(指參宿)東有大星，曰狼。狼角變色，多盜賊。”《晉書·天文誌》的記載為：“狼一星在東井(星官名)東麵。狼為野將，主侵略”。唐代著名詩人李白則有這樣的詩句：“名將古誰是，疲兵良可歎，何時天狼滅，父子得閑安”(《幽州胡馬客歌》)，把天狼比作經常犯邊侵略的匈奴。
大犬座。的西名為sirius(西裏烏斯)，這個字源自希臘語，有“燒焦”的意思。古代人可能認為由於天狼星和太陽幾乎同時從東方升起(這種現象稱為偕日升)時正是夏季，天狼星的光和太陽光合在一起，就是夏天天氣炎熱的原因，因此才把天狼星稱為Sirius。古埃及人稱天狼星為Sothis(索梯斯)，是“水上之星”的意思。在埃及每年夏至前後當Sothis在東方偕日升起時正是尼羅河泛濫的季，節。由於Sothis能預告尼羅河的泛濫，因此被埃及人視若神明，加以崇拜。許多廟宇的正門都朝向天狼星升起的方向。古埃及人還把天狼星偕日升的周期定為1年，並把黎明前天狼星自東方升起那一天定為歲首。古羅馬人把天狼星稱為犬星，並把7月3日(天狼星偕日升的日期)至8月11日，稱為犬日。
天狼星是天空中最為明亮的星，視星等為-146等。這不單純是它本身發光能力強(絕對星等為142等，光度為太陽光度的21倍)，而且也由於它離地球近，在離地球較近的恒星中它位居第15位，距離為865光年。它是顆白色的A1型主序星(AW)，表麵溫度9970開，其直徑為太陽直徑的16倍。由於它具有較大的自行，每年在天球上移動1″328，使得英國天文學家哈雷發現了恒星本身的運動，在人類認識史上首次破除了恒星是永恒不動的觀念。1718年哈雷把他在南大西洋聖赫勒那島測量的恒星坐標與古希臘天文學家喜帕恰斯的星表加以比較，發現天狼星(以及大角，畢宿五)的坐標和古希臘天文學家測量的坐標相差很大，在與其他星表進一步作了對比研究以後，哈雷得出結論：恒星井不是永恒不動，它也在空間中運動。人們把恒星每年在天球上位移的角距離稱為自行。它是恒星空間運動在天球上的投影。
1844年德國天文學家貝塞耳在仔細地測量了天狼星的位置變化以後，發現它以50年的周期沿著一條波浪狀曲線前進。顯然，如果沒有其他天體的影響，天狼星應該沿一直線運動。是什麼原因使天狼星搖搖晃晃的運動呢?在貝塞耳臨逝世前，他作出科學判斷：天狼星一定是一雙星係統，它有1顆光度微弱的伴星。這雙星的質量中心沿著直線前進，天狼星圍繞雙星質量中心運轉，因此，它的運動軌跡呈波浪形曲線。自貝塞耳提出天狼星有伴星之後，許多天文台開始觀測天狼星的運動。俄國普爾科沃天文台的KP彼特斯根據觀測資料，計算出天狼伴星的運行軌道，並且預先估算出它和天狼主星的相對位置。1862年，美國望遠鏡製造家小克拉克在測試1具口徑508厘米的望遠鏡的物鏡時，把望遠鏡對準了天狼星，在天狼星旁邊發現1顆約·8等的暗星。這顆星的位置幾乎和彼特斯預先估算的天狼伴星在1862年的位置完全相同，從而證實了貝塞耳的預言。為此，小克拉克獲得了法國科學院獎章。順便說一句，克拉克父子堪稱研磨透鏡的天才，當時世界許多著名天文台如華盛頓海軍天文台，美國利克天文台，洛威爾天文台，葉凱士天文台，俄國普爾科沃天文台的大折射望遠鏡均出自他們父子之手。
自從用望遠鏡觀測到天狼伴星之後，人們根據觀測資料和天狼星的距離r計算出了雙星的質量和(為太陽質量的34倍)以及每顆星的質量（主星為25太陽質量，伴星095太陽質量)和伴星圍繞主星的運行軌道的大小(兩星的平均距離為20個天文單位)。還進一步由伴星的視星等m(為87等)計算出它的絕對星等M(利用公式m：M+5-51gr)。結果發現，天狼伴星的絕對星等M為115等，即是說天狼主星的光度約為天狼伴星光度的1萬倍!在明亮的天狼主星的光輝掩蓋下，很難看到天狼伴星；
我們知道恒星的光度(絕對星等)主要依靠兩個因素。一個因素是它的表麵溫度，表麵溫度越高，光度越大；另一個因素是恒星的表麵積，恒星越大，光度也越大。天狼伴星是一白色A型恒星(A5)。就是說，其表麵溫度和天狼主星的表麵溫度差不多是相同的。因此，兩者光度的差別主要決定於兩者的表麵積的差異。表麵溫度相同，相同麵積能發出相同的光。天狼伴星的光度隻有天狼星的光度的1萬分之一，這意味著天狼伴星的表麵積隻有天狼星的表麵積的1萬分之飛換句話說，伴星的半徑隻有主星半徑的1百分之一。已知天狼星的半徑為太陽半徑的16倍，即16×696000千米，因此，天狼伴星的半徑大約是11000千米。前麵說過，天狼伴星的質量為095太陽質量，把095太陽質量壓縮進一個半徑11000千米的球內，它的密度幾乎達到水的上百萬倍!這結果似乎不可思議，然而我們推算的每一步驟都是不容懷疑的。在科學上當得到一個奇特的結論時，常常要問是不是還有別的方法來證實這個好像難以相信的結果?愛因斯坦的相對論理論指出，當光子脫離恒星表麵時，一部分能量在脫離恒星引力控製時失去了，結果光子波長會變長，即恒星光譜的譜線會向紅端移動，這種現象稱為引力紅移。紅移量的大小和恒星質量的劃、成正比，和恒星半徑的大小成反比。實際測量天狼伴星的引力紅移證實，天狼伴星的質量和大小幾乎就是上麵計算的結果。這使人們毫不懷疑天狼伴星的確是二個具有極大密度的天體。
由於天狼伴星的顏色(白)和微弱的光度以及很小的半徑，人們把這類恒星叫做白矮星。在太陽附近已發現數百顆，由此推想在銀河係中白矮星是很多的。
大犬座中的其他天體
大犬座β，中名軍市一，西名Mirzam，有“公告”、“發布官”之意。視星等為198等，絕對星等-48等，B1型超巨星。光度為太陽光度的6500倍，距離740光年。它是1顆大犬β型又稱為仙王座β型變星的典型星。光變幅從193等到200等，每6小時變化一次。大犬座δ，中名弧矢一，西名Wezen，有“重物”的意思，它是光度極大的恒星，絕對星等-80等，光度為太陽光度的125000倍!由於距離遠(3100光年)，從地球看來，它的視星等隻有186等。它是1B型的超巨星，其半徑為太陽半徑的365倍。大犬座ε，中名弧矢七，西名Adham，有“純潔”的意思。視星等為155等，m型超巨星，絕對星等-44等，距離490光年。也有人認為其距離超過3000光年。大犬座η，中名弧矢二，西名Aludra，視星等為244等，B5型超巨星，絕對星等-70等，光度相當於太陽光度的5萬倍，距離2500光年。