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一條黃道穿日月

2016-10-13 06:54
天文愛好者 2016年1期
關鍵詞:黃道超新星星云

□ 齊 銳

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一條黃道穿日月

□ 齊 銳

本刊從2015年第3期起,設立了這個關于中國傳統天文與文化的欄目,感謝讀者朋友一年來對這個欄目的關心和支持。新的一年中,我們將繼續努力,把星空中更豐富的中國元素呈現給大家,讓讀者能以更加廣闊的視角重新發現天文之美。

黃道與歲差

黃道,是地球在一年中圍繞太陽公轉運動的軌道在天球上的投影,而從地球上人的角度來看,黃道就是太陽一年中在天空的恒星間所走的路徑。黃道和赤道相交于春分點和秋分點。黃道與赤道成23度26分的交角,也叫黃赤交角。黃道兩側各8度的區域稱為黃道帶。從地球上觀察,太陽系的行星都在黃道帶里運行。

此外,我們知道月球是圍繞地球公轉的,從地球上看月亮運動在天球上的軌跡稱為白道。白道與地球繞日公轉的黃道面并不完全重合,但相距也很近,二者有大約5度多的夾角。因此,地球上的觀察者會發現,月亮和行星類似,基本也在黃道帶內運動。

由此來看,黃道及黃道帶所在的星空,正是太陽、月亮和行星運動所經的地方,故中國古人稱黃道為“三光之道”(三光即指日、月、行星)。

由于地球自轉軸的方向逐漸漂移,造成的影響就是歷史上的北極星經常改變。同時,也使得春分點和秋分點沿著黃道相對于背景的恒星每年都向西移動。這種現象就是歲差。

房宿,日月所經的天府

東方蒼龍七宿中的房宿星官,由4顆星組成,像一條直線跨過黃道。因此,房宿就成為日、月和行星必經的地方?!陡适墙洝氛f:“房四星,名天府,管四方?!笨梢?,它作為天府這樣重要的政治場所,與其處在黃道上這一位置特點有關。見圖1。

圖1 房宿附近的星官。房宿4星連成一線,與黃道正交,日月必經此處。這個被稱為“天府”的地方有兩扇重要的門——“東咸”和“西咸”星官,來控制日月的出入。有趣的是,這個天門上竟然還有門閂和鎖鑰呢。

那么房4星組成的直線與“三光之道”的黃道到底相交于何處呢?中國傳統星官中,有“鉤鈐”2星,作為“房”的附屬星官,位于房4星的左上方近處,它正好指明了這兩條線交點所在的位置。從圖1可以看到,“鉤鈐”星恰好位于房星近旁的黃道上。

“鉤”是彎曲的意思,也引申為確定曲線的工具。中國古代有鉤、繩、規、矩四種重要工具:鉤可定曲,繩可定直,規可定圓,矩可定方?!般^”在這里取“確定”之意?!扳j”在古代是指印章或鎖鑰,引申為關鍵之意。因此,“鉤鈐”合起來就是“房宿的關鍵位置之所在”的意思。

在“鉤鈐”的上方近處,還有“鍵閉”1星。在中國古代“鈐鍵”是鎖鑰的意思,而“鍵閉”則是指關閉鎖鑰,或是指門閂(橫插在門背后使門推不開的棍子)??磥砉湃讼Mㄟ^“鍵閉”這把鎖,可以隨時控制“房”星這扇日月通行的天府大門,掌握命運的走向。

從圖1可以看到,在房4星的東西兩側,還分別有“東咸”星和“西咸”星。它們作為房宿的門戶,列在房4星的兩旁,保護著房宿,免受外來奸邪的騷擾。其實仔細觀察,你會發現“東咸”和“西咸”非常像兩扇打開的門扉,立在黃道兩側。把它們關上之后,上鎖的地方正是“鍵閉”和“鉤鈐”星的位置呢!

黃道上的“房”4星除了以上含義外,由于它位于東方蒼龍七宿之中,既然龍在古代又稱天馬,因此這四顆星又被看作是四匹天馬,稱為“天駟”。

斗建之間,七曜之道

說到黃道經過的重要星官,在北方玄武七宿中還有一處十分出名,那就是斗宿。

從北天極出發,連接“勾陳一”(現在的北極星)和織女星,并向南延伸一倍的地方,正是北方七宿第一宿的斗宿中南斗6星之所在。

從圖2可以看出,“斗”星官由6顆星組成,排列的形狀很像一把倒扣的斗勺,頭朝東,尾朝西,斗柄橫跨黃道。為了與北斗區別,人們把它稱作南斗。

和北斗類似,南斗的斗口4星也稱作斗魁。在南斗斗魁的北方有一串6顆星組成一條曲線,這就是“建星”。在“斗”和“建星”之間正是黃道,日、月和行星都會從這二者之間經過。因此《史記》中說:“建六星在斗北,北臨黃道,天之都關也,斗建之間,七曜之道”(七曜是指日、月、金星、木星、水星、火星、土星)。

考慮到歲差的緣故,從東漢到現在,太陽在天空中運動的軌跡即黃道的最南端位置——冬至點,就位于“斗”和“建星”之間。中國古代傳統將冬至日作為一歲的起始。因此可見,冬至時節太陽所在的“斗”和“建星”,必然成為人們關注的重點。

圖2 斗宿附近的星官。在南斗星的北邊,有6顆星組成一條曲線,那就是“建星”。南斗與“建星”之間有黃道通過,說明這里是日、月和行星的必經之路。

不平凡的“天關”

在西方白虎七宿中,也有一處和黃道有關的星官,它就在畢宿中。

畢宿中有“諸王”6星,大致連成一字形,沿著黃道排開,它的東方指向一顆重要的星官——“天關”星。正是因為“天關”星位于黃道附近的緣故,《晉書.天文志》把“天關”叫作“天門”,稱其為“日月之所行”之處。天門這名字聽上去大有“一夫當關、萬夫莫開”之感,可見其在古代星占中的重要性。

“天關”不但名字豪邁,在這里還發生過一件天文奇觀呢。

《宋史.天文志》中載:“至和元年五月己丑,出天關東南可數寸,歲余稍沒?!边@里記錄的是一顆出現在“天關”附近的超新星。北宋至和元年五月己丑,也就是1054年7月4日,那天清晨,在“天關”星附近突然出現了一顆“客星”,其“晝見如太白,芒角四出,色赤白”,司天監(當時的皇家天文臺)對這顆“天關客星”用肉眼連續觀察了兩年之久,直到看不見為止。根據史書記載,這顆超新星最亮的時候竟然白天都能看得到,兩年后才慢慢暗弱消失。

圖3.1 《宋史》記載的“天關客星”與蟹狀星云。據史書記載,在北宋至和元年,即1054年,在“天關”星附近出現了一顆“客星”,在現代天文學研究中,它被論證為超新星。歷經千年,恒星爆炸后的物質逐漸擴散成一個星云,外形似螃蟹,故稱蟹狀星云。

左:圖3.2 《宋史》中對“天關客星”的記載。

中:圖3.3 蟹狀星云。

右:圖3.4 這顆超新星最亮的時候白天都能看見,兩年后才慢慢暗弱消失。

這事發生800多年以后,西方有人用望遠鏡在這個位置發現了一個朦朧的星云,很像一只螃蟹,于是取名“蟹狀星云”。這之后100年,到了20世紀早期,人們對早先間隔數年的蟹狀星云照片進行分析時發現,它正在不斷膨脹!人們根據其膨脹的速度,反推出該星云在地球上開始可見的時間至少在900年以前,這時人們才意識到這個星云正是當年“天關客星”遺留下來的超新星遺跡。至今,蟹狀星云仍在不斷地膨脹擴散過程中。

在人類有文字記載的歷史上,觀測到銀河系內的超新星爆發的機會非常少,除了“天關客星”以外,還有被第谷和他的學生開普勒觀測到的第谷超新星與開普勒超新星。

星中有日月

如果順著黃道,綜觀全天星官,你會發現在房宿的東面黃道附近有一顆“日”星(見圖1),在昴宿7星的東邊不遠的黃道上,還有一顆“月”星(見圖3)。既然天上有太陽和月亮,那么為何天上的星辰中出現以日、月命名的星官呢?

《宋史》等史書中說,既然房宿屬東方七宿,而太陽升起在東方,所以就在東方七宿中設立“日”星來代表太陽的精華。此外,由于中國古代“日者”指觀察天象的人,所以后人也認為“日”星是指古代天文學家。

至于“月”星,古人有“月生于西”的說法?!抖Y記.祭器》云:“大明生于東,月生于西,此陰陽之分,夫婦之位也?!币虼?,月的精華就位于西方七宿的昴宿中了。同時,《甘石星經》也說:“月精在昴、畢,日精在氐、房,自司其行度?!?/p>

日、月本是天空中運動的天體,古人把它們在三垣二十八宿星官體系中加以固化,有些讓人費解。筆者分析認為,“日”星和“月”星的出現也許遠遠早于三垣二十八宿體系形成的年代,乃是一個古老星官體系的遺存。

通過仔細觀察不難發現,“日”星和“月”星都位于黃道附近,二者竟然將黃道一分為二,成為大致相等的兩段。

圖4 公元前2500年時期的全天星圖。從圖中可以看到在黃道、赤道相交的秋分點和春分點附近分別有日、月星官。這兩個星官的名稱也許與它們所處的位置很有關系。(由于歲差的緣故,如今的春分點和秋分點位置已與圖中完全不同。)

不妨將時光倒轉回公元前2500年,由于歲差的緣故,那時的黃道和赤道相交的位置與今天不同:那時的兩個黃赤交點即春分點和秋分點,恰好分別位于“月”星和“日”星附近的黃道上。見圖4。

從黃道的經度來看,周天一圈,從“月”星到“日”星是175°,而從“日”星到“月”星是185°,二者似乎并不相等,但是在一年中,太陽從“月”星運動到“日”星,和從“日”星運動到“月”星所需的天數,卻基本上是相同的。這是由于地球圍繞太陽的公轉并不是勻速的,從春分到秋分這一段的運動比較慢,而從秋分到春分的運動比較快。一方面速度不同,另一方面經度差也不同,二者相互抵消,最終使得二者之間的時間間隔基本相同。

公元前2500年應是軒轅黃帝時代的后期,中國上古文明剛剛創始,并沒有后來如此復雜的星官體系。先人們認識到黃道上的春分點和秋分點這兩個重要的位置,于是就用附近的星命名它們——即日、月二星,這是相當自然的事情。為什么這么說呢?在韋昭注《國語.周語上》中有:“禮,天子搢大圭、執鎮圭,繅藉五采五就,以春分朝日,秋分夕月,拜日于東門之外,然則夕月在西門之外也?!倍嵭ⅰ吨芏Y.春官》也寫道:“天子當春分朝日,秋分夕月?!边^去人們對這些典籍的解讀是,天子應在春分時朝拜太陽,秋分時朝拜月亮。而通過對日、月星官的布局位置分析來看,天子朝拜的也許是天上的星宿啊。

順著這個線索,繼續觀察上古年代的黃道(見圖4),就在黃道的北半球最高點,即夏至點的位置上,有一顆十分明亮的大星,它就是“軒轅”星官的主星(明清之后稱軒轅十四)!而軒轅恰恰是黃帝的別稱,正是那個時代最偉大的人物,可見,在這個位置上這顆明亮的大星被命名為“軒轅”也許不是巧合。

(責任編輯 張恩紅)

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