天狼星:古代傳說與現代觀測

天狼星是夜空中最明亮的一顆星,這讓它在各地的古文明中都充滿有趣的故事。在古埃及,天狼星與尼羅河的氾濫相連結,使得天狼星在古埃及的文化中有著重要的地位。而在中國古代,天狼星則以一顆凶星的角色存在於各種文學作品中。到了現代,我們知道天狼星其實是個雙星,平時看到的亮光大多來自於天狼星A,但用X光望遠鏡一看,天狼星B卻亮上許多。現代天文觀測到了19世紀才證實這一點,可是西非的古老民族竟然也有相關的記載,讓天狼星的美麗更添神秘的面紗。

撰文|許世穎

圖1:天狼星在埃及神話中被稱作「索普德特(Sopdet)」,頭上頂著星星。圖片來源:Jeff Dahl [2]

●古埃及的天狼星:帶來豐饒物產的女神

在冬季的夜空中,最大、最美、大眾識別度最高的星座是獵戶座。而就在獵戶座附近,則有一顆亮的出奇的星,那就是全夜空最亮的星:天狼星。天狼星是大犬座α星。由於在夜空中出奇的亮,因此在世界各地都充滿有趣的傳說。

在埃及人的神話當中,天狼星被稱為「索普德特(Sopdet)」,頭上頂著一個五角星(圖1)。是另一位神「薩赫(Sahu)」的配偶,而薩赫對應到的星座就是獵戶座。這兩個冬季夜空中最耀眼的星座所誕生的小孩「薩普杜(Sopdu)」則代表了金星。索普德特也對應到埃及神「伊西絲(Isis)」。伊西絲是埃及神話最重要的神明之一,除了母親之神外,她還具有強大的法力及高超的智慧,在古埃及神話當中具有相當崇高的地位、是不可或缺的存在 [2]。

天狼星在埃及能有著如此地位與尼羅河的氾濫有關。由於地球公轉,恆星每天在天上的位置都會有點不一樣。因為太陽光實在太亮了,所以當恆星在天上的位置與太陽太近的時候,就會一整天都看不到那顆星。而恆星在一年當中剛好趕在日出前夕從東邊升起的日子稱為「偕日升(heliacal rising)」。這一天之後,恆星每天都比太陽早4分鐘從東邊升起,每天都能在夜空中多閃耀4分鐘(因為一旦太陽升起來就看不到啦!),所以偕日升是一顆恆星能被看到最短的日子。 在古埃及時代,當天狼星在破曉之時出現在東方地平線上的話,就代表著尼羅河將要氾濫、帶來大地肥沃的泥土、讓人們得以農作。這一天約略是現在的夏至,也因此天狼星被拿來作為古代埃及曆法的標準,作為新一年的開始 [3] 。

●中國古代的天狼:西北望、射天狼

雖然天狼星在埃及有著崇高的地位,在中國古代卻不是如此。中國古代文學作品中對天狼的提及不少。其中頗負盛名的是蘇軾的《江城子·密州出獵》:「會挽雕弓如滿月,西北望,射天狼」。要將弓拉得跟滿月一樣開,望向西北、射向天狼。蘇軾的豪情文字讀來激昂,但終究是個文學作品。這闕詞發表的時間約在宋神宗熙寧八年(西元1075年),蘇軾擔任密州的知州、與同僚出城打獵時所做。現代人們有著一切該具有的天文知識,可以很容易地推算過去任一時刻在任一位置的夜空樣貌。根據推算,當時的天狼星約在晚上11時於東南東方升起、早上約9時於西南西方降下。蘇軾真要射天狼的話,怎麼樣都不可能「西北望」。蘇軾搞錯什麼了嗎?[4]

答案很簡單:蘇軾將天狼星借代為當時位在西北方、長期威脅北宋的西夏。天狼是二十八宿中南方七宿第一宿「井宿」的一員。《晉書.天文志》中寫道:「狼一星,在東井東南。狼為野將,主侵掠」。一直以來,天狼都代表著入侵。甚至在井宿中還有另一個星官「孤矢」,由9顆星星組成了一副弓箭正對準了天狼星,要抵抗外來的侵略。類似用法的文學作品還有屈原的《楚辭·九歌·東君》:「青雲衣兮白霓裳,舉長矢兮射天狼」。東君其實就是太陽,《楚辭·九歌·東君》是一首太陽的祭祀辭。這闕辭以東君為主角,舉弓搭箭射向比擬秦國的天狼。

圖2:南方七宿。天狼星是井宿的一員,下方的孤矢則對象井宿。圖片來源: AEEA 天文教育資訊網/陳冠中、陳輝樺 [5]
 

●近代的天狼星:不只一顆

在現代觀測中,我們已經知道天狼星是「雙星」,分別為天狼星A以及天狼星B。天狼星A是一顆A1V型主序星,我們平常看到耀眼的天狼星基本上都是來自於天狼星A。而它的伴星:天狼星B則是一顆白矮星。這兩顆星處於不同的演化階段,放出來的光差異很大。在可見光下,天狼星A比天狼星B亮了10,000倍,但在X光波段下,天狼星B卻又比天狼星A亮上許多。它們的對照圖片也成為教科書中,常用來解釋不同波段觀測的重要性(圖3)。

圖3:天狼星A與天狼星B在(左)可見光以及(右)X光下的樣子。可見光下A比B亮很多,因此平常看到的天狼星其實都是A發出來的光。但是在X光下,B就比A亮上許多了。圖片來源:NASA/SAO/CXC/McDonald Observatory [6]

天狼星A與天狼星B以大約20天文單位(約等於太陽到天王星的距離)互相繞轉。天狼星與地球距離大約8.6光年,20個天文單位在這個距離看過去只有大約10個角秒(約0.0028度),肉眼能分辨兩顆星的極限大約是18個角秒(約0.005度),加上這兩顆星的亮度又差這麼多,一般來說沒有望遠鏡的話不太可能看得出天狼星其實是由兩顆星組成。

不過辨識出雙星系統不一定要直接看到兩顆星互相繞轉,還有其他的方法。

當兩顆星的質量不同、又互相繞轉的時候,它們在天上的的軌跡就會在原路線之外來回晃動。1676年哈雷(Edmond Halley)就發現天狼星軌跡來回晃動的現象(如圖4),不過一直到1862年才首次由美國天文學家Alvan Clark真正觀測、證實天狼星其實存在著一顆伴星。不過神奇的事情是,西非的多貢族(Dogon)竟然也知道天狼星有個肉眼看不到、密度很大、質量很重的伴星(也就是天狼星B)、以橢圓軌道繞行天狼星,甚至還推算出繞行的週期是50年,與現在的推測結果幾乎完全一致![7]

圖4:不同時間點天狼星在天上的軌跡。可以看到它在除了原來的路線以外還會來回飄移晃動,表示它很有可能有個重力足以影響軌跡的伴星。圖片來源:[1]

天狼星除了在古埃及、古中國以外,在其他古文明或多或少都有著一定的地位。這是天文歷史如此令人著迷的原因之一,一樣的星空、一樣的觀察,卻可能有著截然不同的想像。即便是完全沒有天文物理知識的人,也能欣賞這片星空所發展出來的不同文化。

至於多貢人到底怎麼發現天狼星的雙星系統?就讓它繼續保持謎團也不錯呢!

 

參考資料:

  1. [1] wiki/Sirius
  2. [2] wiki/Sopdet
  3. [3] 環境資訊中心/尼羅河與回不去的埃及聖䴉
  4. [4] 德尼思化/藏於詩深處的宇宙-ep-3
  5. [5] AEEA 天文教育資訊網/中國古代的星象系統 (77): 井宿天區
  6. [6] Chandra X-ray Observatory
  7. [7] Pesch, P. R., “ The Dogon and Sirius”, The Observatory, (1977)
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