大犬座

南天星座

大犬座南天星座,拉丁語原名「Canis Major」意指「大狗」,與代表「小狗」的小犬座對應。兩星座均屬公元二世紀天文學家克勞狄烏斯·托勒密所劃48星座,以及國際天文聯會承認的88個現代星座,常用於代表跟隨天上獵人(獵戶座)的狗。銀河穿過大犬座,星座範圍還有幾個疏散星團,其中最有名的是M41

大犬座
Canis Major
星座
Canis Major
縮寫CMa
所有格Canis Majoris
象徵物大狗
赤經06h 12.5m至07h 27.5m[1]
赤緯−11.03°至−33.25°[1]
面積380平方度 (第43)
主要恆星8
拜耳/佛氏
恆星
32
行星的恆星7
亮度3m以上的恆星5
距離在10秒差距(32.62光年)內的恆星1
最亮星天狼星(大犬座α) (−1.46m)
最近的恆星天狼星
(8.60 ly, 2.64 pc)
梅西爾天體1
流星雨0
鄰接星座
可以看見的緯度範圍: +60°至−90°之間
最適合觀賞的月份:二月

大犬座的天狼星是夜空最亮恆星,這很大程度上是因為該星距太陽系較近。星座內其他恆星雖不及天狼星明亮,但這主要是因為距離太遠,光度其實超過天狼星。1.5視星等弧矢七是大犬座第二亮恆星,也是夜空最明亮的極紫外輻射源頭。星座還有許多明亮星體,如1.8視星等的黃白超巨星大犬座δ、2.0視星等的藍白巨星軍市一、2.4視星等的藍白超巨星弧矢二、3.0視星等的藍白超巨星大犬座ο²、3.0視星等的白色光譜聯星孫增一。紅超巨星大犬座VY尺寸在已知恆星名列前茅中子星RX J0720.4−3125半徑僅五公里。

歷史與神話

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西方天文學

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美索不達米亞巴比倫人把天狼星稱為「KAK.SI.SA2」,是瞄準獵戶座的箭,大犬座南部與船尾座部分星體組成弓。公元前約1100年的古巴比倫星表把天狼星稱為「BAN」,古巴比倫人後在天文與占星規範星表《綱要》把代表箭的天狼星與勇士尼努爾塔聯繫起來,弓與恩利爾之女伊南娜聯繫起來。[2]尼努爾塔又同後來的神祇馬爾杜克關聯,據稱馬爾杜克以巨弓殺死海洋女神迪亞馬特,是古巴比倫崇拜的主神[3]:71。古希臘人以犬取代弓和箭[4]

 
大犬座的天狼星是夜空最亮恆星

大犬座在希臘神話代表宙斯送給歐羅巴的禮品犬萊拉普斯(意為「颶風」),或雅典公主普洛克里斯的獵狗,水仙女狄阿娜厄俄斯送給刻法羅斯的狗,以速度聞名並由宙斯升至天國[5]阿拉托斯荷馬赫西俄德用大犬座代表獵戶座的獵狗[6],追蹤兔子(天兔座)並幫獵人對付公牛(金牛座)。古希臘人只用大犬座代表獵戶座的狗,但古羅馬還有小犬座代表的第二條狗。星座另有拉丁語名「Canis Sequens」、「Canis Alter」,1821年《阿方索星曆表》還稱「Canis Syrius」。[5]

羅馬神話把大犬座稱為「Custos Europae」,是歐羅巴的護衛犬,但未能阻止化身公牛的朱庇特將她綁走;大犬座還代表看守冥界入口的狗刻耳柏洛斯[5]。中世紀阿拉伯天文學稱星座「al-Kalb al-Akbar‎」,意為「大狗」,17世紀作家埃德蒙·奇爾邁德把詞轉錄成「Alcheleb Alachbar‎」。伊斯蘭學者阿布·拉伊汗·穆罕默德·本·艾哈邁德·比魯尼把大犬座稱為「Kalb al-Jabbār‎」,意為「巨人的狗」,其中巨人指獵戶座。[5]突尼斯牧羊人以六個星座代表乾燥、炎熱的季節,其中「Merzem」包含大犬座與小犬座星體,預示兩周炎熱天氣[7]

 
1632至1633年馬什哈德出產的瑪努切赫爾地球儀上所印大犬座,瑞典阿迪爾諾收藏

其他地區天文學

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關丹上空的大犬座(右上角是北方)

中國古代天文學把現代大犬座範圍劃歸朱雀,星體劃入多個星官軍士星官包含的恆星組成圓形,如軍市一、軍市二、軍士六、軍士增二,還有天兔座部分星體,[8]:428野雞星官位於軍士中間,但對應恆星尚有爭議,大犬座ο¹大犬座ο²、軍士四[8]:430、軍士一、大犬座ν²(漢語星名「野雞」)都有可能[9]。天狼星即天上的狼[8]:431,代表侵略與掠奪[9],天狼東南是代表弓箭的星官弧矢,包含大犬座δ弧矢二弧矢七大犬座κ(漢語名「弧矢八」)、天社三。另一種說法是大犬座ο²(漢語名「軍士增五」)與弧矢二代表瞄準天狼的箭,弧矢八、弧矢七、大犬座σ(漢語名「弧矢增二」)、大犬座δ、弧矢九弧矢五代表弓。[8]:434

毛利人土亞莫土群島居民把大犬座視為實體,有些納入其他星座。毛利人所稱「Te Huinga-o-Rehua」又名「Te Putahi-nui-o-Rehua」或「Te Kahui-Takurua」,意為「天狼群星」,其中包括大犬座、小犬座,還包括周邊部分星體。[10]:212, 215Taumata-o-Rehua」又稱「Pukawanui」,意為「天狼之鏡」,由大犬座部分恆星組成[10]:247, 258。他們把天狼星稱為「Rehua」(發音類似「雷胡阿」)或「Takarua」(發音類似「塔卡魯阿」),兩者還是星座的名稱,毛利人及其他部分波利尼西亞文明還用「Rehua」代表其他星群[10]:249, 254。土阿莫土群島把大犬座稱為「Muihanga-hetika-o-Takurua」,意為「天狼恆久群星」[10]:236

肖爾黑文河流域的塔倫巴人把大犬座三顆恆星視為「Wunbula」(「蝙蝠」)及其夫人「Murrumbool」(「棕蛇夫人」)與「Moodtha」(「黑蛇夫人」),兩名夫人對跟隨丈夫感到厭倦,企圖把進洞捕獵袋熊的丈夫活埋,結果被他用矛刺穿,三人在天上組成星座「Munowra[11]維多利亞州布隆人把大犬座σ稱為「Unurgunite」(此名已獲國際天文學會認可,是該星正式名稱[12]),分居兩側的大犬座δ與弧矢七都是「Unurgunite」的夫人[13]。據稱月亮(「Mityan」,意為袋貓)企圖勾引弧矢七,遭「Unurgunite」懲處後一直在天上遊蕩[14]

簡介

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大犬座位於南半球夏季夜空,北鄰麒麟座(麒麟座將大犬座與小犬座分隔)、東面與東南接船尾座,西南挨天鴿座,西靠天兔座。1922年,國際天文聯會確定以三字母縮寫「CMa」代指大犬座。[15]比利時天文學家尤金·德爾波特1930年正式劃分星座邊界,大犬座呈四邊形。星座在赤道坐標系統赤經位於06h 12.5m至07h 27.5m範圍,赤緯在−11.03°到−33.25°之間。[1]星座佔據380平方度夜空,在88個現代星座排第43[16]

顯著特點

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大犬座可用肉眼觀測

恆星

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大犬座明亮恆星眾多,在夜空非常顯著,除夜空最亮的天狼星外還有三顆星亮度超過2.0視星等[6]。另有兩顆恆星曾經非常明亮,弧矢七約470萬年前達到-3.99視星等,軍市一約442萬年前最亮達-3.65視星等。此外,大犬座NR將在約287萬年後達到−0.88視星等,成為夜空最耀眼的恆星。[17]

日耳曼製圖師約翰·拜耳用希臘字母αο為星座最顯眼的星體命名,其中ν代表三顆相鄰恆星,ξ、ο各代表兩顆星[3]:73。隨着觀測技術進步,後世天文學家為中歐時期難以分辨的大犬座南部星體命名[3]:71。日耳曼天文學家約翰·波得新增字母σ、τ、ω[3]:74,法國天文學家尼可拉·路易·拉卡伊用字母「a」至「k」為恆星命名,但未獲後世採納[3]:74約翰·佛蘭斯蒂德共為31顆恆星編號,其中「大犬座3」由拉卡伊劃入天鴿座,即孫增三(佛蘭斯蒂德不將天鴿座視為獨立星座)[3]:368。他把大犬座10與大犬座κ分別編為κ1與κ2,但弗朗西斯·貝利約翰·貝維斯等後世製圖師認為大犬座10太黯淡,將大犬座κ2標成大犬座κ[3]:73。佛蘭斯蒂德編號的ν1、ν2、ν3、ξ1、ξ2、ο1、ο2均沿用至今[3]:73–74

 
1825年星圖卡片《烏拉尼亞之鏡》上的大犬座,旁邊是天兔座與天鴿座(右下)

天狼星亮度達−1.46視星等,是夜空最亮的恆星而且距地球很近,只有8.6光年。該星拉丁語名「Sirius」源於希臘語「灼熱」或「燒灼」。天狼星是聯星,伴星天狼星B是8.4視星等的白矮星,從地球觀測亮度僅天狼星A主星萬分之一。[18]兩星以50年軌道周期相互圍繞旋轉。1993年兩星相距最近,2020至2025年拉至最遠。天狼星是古埃及曆法基礎,[6]在拜爾星圖代表大犬的嘴[3]:504

軍士一和天狼增四位於天狼星兩側。軍士一是2.0視星等的藍白仙王座β型變星,亮度以六小時為周期變化,變動幅度不到0.1視星等。[19]軍士一離地五百光年,從地球視角升上夜空的時間比天狼星早幾分鐘,故有天狼星預報員之稱[6]。4.12視星等的天狼增四是藍白亮巨星,光譜等級B8IIe,離地441光年[20]。天狼星與天狼增四之間的大犬座ι也是仙王座β型變星,亮度以1.92小時周期在4.36至4.4視星等範圍變化[21]。大犬座ι是光譜等級B3Ib的藍白超巨星,光度達太陽4.6萬倍,距地球2500光年,是天狼星離地距離的三百倍[22]

中世紀阿拉伯傳統天文學把弧矢七、大犬座ο²、大犬座δ、弧矢二統稱「Al Adzari」(「處女」)[23]。弧矢七在拜爾的星圖代表大犬右大腿[3]:504,1.5視星等亮度在大犬座排第二,在夜空所有恆星排第23,是光譜等級B2Iab的藍白超巨星,距地球約404光年[24]。弧矢七的亮度在夜空所有極紫外輻射源名列前茅[25],而且是聯星,其中從星為7.4視星等,傳統星名意為「處女」,原指大犬座多顆星體,如今僅指弧矢七[26]。附近的黃白超巨星大犬座δ光譜等級F8Iab,亮度1.84視星等,距地球約1605光年[27]。該星傳統星名「Wezen」意為「重量」,擁有17倍太陽質量、兩百倍太陽直徑、五萬倍太陽光度,如果位於太陽系正中足以吞沒地球。大犬座δ還很「年輕」,「僅」約一千萬年歷史,核心已停止氫核聚變。星體外層開始膨脹和冷卻,未來十萬年隨着核心聚變的元素加重將逐漸變成紅超巨星,一旦形成鐵核心就會化身超新星劇烈坍塌並爆炸。[28]。光譜等級K7Ib的紅巨星大犬座σ位於弧矢七和大犬座δ之間[13],亮度在3.43至3.51視星等範圍不規則閃爍[29]

弧矢二是光譜等級B5Ia的藍白超巨星,光度達太陽17.6萬倍,直徑約80倍[30]。弧矢二是天鵝座α型變星,亮度以4.7天為周期在2.38至2.48視星等閃耀[31],離地1120光年。弧矢二西側的孫增一距地球約362光年,亮度3.0視星等。[32]孫增一是光譜聯星,內部星體以1.85年軌道周期相互圍繞旋轉,合併光譜表明主星光譜等級B2.5V[33]

大犬座ο¹、大犬座ο²、軍市四在天狼星與上述群星之間。大犬座ο²是有21倍太陽質量的龐大超巨星,[34]「僅」形成七百萬年就已耗盡氫[34],開始聚變氦[35]。該星也是天鵝座α型變星,按24.44天周期發生非徑向脈動,亮度變動範圍2.93至3.08視星等[36]。大犬座ο¹是光譜等級K2.5Iab的橙超巨星和不規則變星,亮度在3.78至3.99視星等變化[37],擁有18倍太陽質量和6.5萬倍太陽光度[38]

天狼增二天狼增三位於天狼星北,前者是拜爾在大犬座命名且最偏北的恆星[39]。天狼增二約有80億年歷史,是光譜等級K4III的橙巨星,質量與太陽接近但已膨脹至30倍太陽直徑[40]。離地約1244光年的天狼增三屬多恆星系[41],用小型望遠鏡可分辨5.3視星等黃星與7.1視星等藍星[42]。其中黃星屬巨星,光譜等級K2III[41];藍星是光譜等級B9.5V的主序星[43]軍市增一是5.7視星等的黃巨星,離地278光年,肉眼勉強可見,其伴星為8.1視星等[6]

大犬座κ與孫增二位於星座南側邊緣,從地球觀測相距不遠,光譜也差不多,但兩者沒有關聯[16]。大犬座κ是光譜等級B2Vne的殼層星(又稱仙后座γ型變星)[44],離地約659光年[45],1963至1978年間增亮五成,從3.96升至3.52視星等[46]。4.48視星等的孫增二是B型主序星,距地球約423光年[47],擁有3.7倍太陽直徑、5.5倍太陽質量、940倍太陽光度[39]

 
甚大望遠鏡拍下大犬座VY周邊圖像

大犬座變星眾多。大犬座EZ是光譜等級WN4的沃爾夫–拉葉星,以3.766天周期在6.71至6.95視星等變動,亮度變化的確切原因不明,估計與自轉和恆星風有關[48]。離地遠3800光年的紅超巨星大犬座VY無論尺寸[49]光度都在已知恆星名列前茅,半徑是太陽1420至2200倍,光度約30萬倍。該星起初擁有25至32倍太陽質量,目前已減至17±8倍[50][51]。強烈的恆星風剝落星體物質,在周圍形成紅色反射星雲大犬座W是人稱碳星的紅巨星和半規則變星,以160天周期在6.27至7.09視星等閃爍。[52]該星溫度偏低,表面約2900開爾文,半徑達太陽234倍,估計距地球1444至1450光年[53]。中子星RX J0720.4−3125半徑僅五公里[54],亮度僅26.6視星等[55]。該星光譜和溫度多年來似乎發生神秘變化,具體情況不明,可能是星體吸收吸積盤等情況所致[54]

弧矢增六天琴座β型變星多恆星相食星系,以1.28天周期在4.32至4.37視星等範圍變化[56]。其中包含四顆灼熱的O型恆星,合併質量達太陽80倍,光度50萬倍,但各獨立星體特徵不詳。第五顆星體相距0.21光年,屬十等星,星系約有五百萬年歷史。[57]距地球三千光年的弧矢增七同屬天琴座β型變星,還是以4.4天周期在5.3至4.8視星等閃耀的食雙星[6],由兩顆質量很大的熾熱藍星組成,其中主星是光譜等級O7.5Iab至O8Iab的藍超巨星,從星是光譜等級O9.7Ib的超巨星,溫度、演化程度、光度都略遜主星。兩星光度分別是太陽20萬倍和6.3萬倍,從星擁有19倍太陽質量,超過16倍太陽質量的主星。[58]大犬座R包含的食雙星以1.13天周期在5.7至6.34視星等閃爍[59],還有第三顆星體圍繞食雙星旋轉,軌道周期93年。食雙星的軌道周期非常短暫,質量差別不大,形成罕見的大陵五型變星[60]

大犬座七個恆星系發現行星。3.91視星等的野雞星光譜等級K1III,距地球約64光年,是歷史悠久的橙巨星[61]。該星質量和光度分別是太陽1.5與11倍,擁有2.6倍木星質量、公轉周期763天的行星[62]HD 47536也是擁有行星的衰老橙巨星,與數十億年後太陽轉變成巨星時的太陽系類似[63]。光譜等級G8V的HD 45364離地107光年,尺寸和溫度都略低於太陽。2008年人類發現該星有兩顆行星,公轉周期分別是228和342天,3比2的軌道共振令該星系更加穩定。[64]HD 47186也是有兩顆行星的類太陽恆星,離恆星比較近的HD 47186 b軌道周期僅四天,屬熱海王星HD 47186 c的偏心軌道周期達3.7年,質量接近土星[65]。距地球約183光年的HD 43197同樣是類太陽恆星,行星質量與木星差不多,以偏心軌道公轉[66]

大犬座Z成型「僅」30萬年,包含的兩顆主序前星分別是獵戶FU型變星赫比格Ae/Be星[67],亮度偶爾會上升兩級,此前幾次觀測紀錄分別是1987、2000、2004、2008年[68]。赫比格Ae/Be星質量更大,由大致呈球形的繭狀尖埃包裹,繭內徑20天文單位(30億公里),外徑50天文單位(75億公里)。星體光線從繭上的洞透出,洞眼在周長5到10度角範圍。大犬座Z由星雲發展而成,星雲殘留的大量物質將兩星包圍。兩星都在噴射高速物質流,其中赫比格Ae/Be星所噴遠比獵戶FU型變星長,達11.7光年。[69]大犬座FS的紅外輻射表明星體外圍存在緻密尖埃,但又類似吸收從星物質的主序星。估計上述星體是星際尖埃的重要來源。[70]

深空天體

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銀河穿過大犬座,僅部分位置因宇宙塵埃雲遮擋顯得模糊。星座東北角與弧矢七、大犬座、弧矢二之間的三角地帶比較明亮,使用雙筒望遠鏡可觀測大量恆星。大犬座疏散星團眾多,[71]M41是其中僅有的梅西耶天體,合併視星等4.5,離地約2300光年。M41在天狼星以南四度,包含對比顯著的藍、黃、橙色星體,夜空覆蓋範圍與滿月差不多,實際直徑約25光年[72]。M41光度最高的恆星已演化成巨星,最亮的6.3視星等,光譜等級K3。軍市增三也在M41範圍,離地670光年。[73]卡羅琳·赫歇爾發現的NGC 2360人稱卡羅琳星團,位於天狼增四以西3.5度,合併視星等7.2,直徑15光年,距地球3700光年[74],已有約22億年歷史[75]NGC 2362是緊湊的小疏散星團,距地球5200光年,其中約60顆恆星以弧矢增六最亮[6]。星團位於大犬座δ東北約三度,覆蓋範圍直徑約12光年,用雙筒望遠鏡可在弧矢增六周圍看到許多密集恆星。NGC 2362包含的恆星大多成型不久,星團非常「年輕」。6.5視星等的NGC 2354疏散星團在NGC 2362西南兩度,雙筒望遠鏡可見約15顆星體。[72]NGC 2360東北約30分的NGC 2359又名雷神頭盔[76],是大犬座比較明亮的發射星雲,亮度與十等星接近,離地一萬光年。星雲包括不穩定的沃爾夫–拉葉星HD 56925,故形成現有形狀[77]

 
離地1600萬光年的ESO 489-056是不規則矮星系[78]

2003年,科學家把大犬座恆星密度極高的區域劃為大犬座高密度區,是距地球最近的衛星星系。星系組成尚無定論,有矮星系擾亂說、銀河系圓盤與旋臂種群變異說等。人們經過反覆觀測僅發現十顆天琴座RR型變星,基本符合銀暈與旋臂種群變異說,不大可能是孤立的球狀矮星系[79]。似是大犬座矮星系成分的NGC 2298球狀星團金屬含量極低,表明星團源於銀河系外,與銀暈無關[80]

NGC 2207和IC 2163距地球1.25億光年,是相互影響且直面相對的螺旋星系。兩星系在四千萬年前相隔最近,如今漸行漸遠,但規模不及的IC 2163終將融入NGC 2207。相互作用擾動大量氣體和塵埃,在兩星系大量形成恆星[81]1975年科學家在NGC 2207發現Ia類超新星SN 1975a[82],1999與2003年分別發現Ib類超新星SN 1999ec[83]SN 2003H[84],2013年發現二類超新星SN 2013ai[85]。離地1600萬光年的ESO 489-056[78]是不規則矮星系低表面亮度星系金屬量在已知矮星系居於末流[86]

中國星官

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中國古代傳統中大犬座天區包括井宿軍市野雞天狼弧矢星官

參考資料

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外部連結

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