满天星斗呼唤我（25）——大角

千无情实

今天，我们迎来了一等星的最后一篇，也是我个人最喜欢的一颗星星，大角。
大角，牧夫座α，英文名Arcturus，目视星等-0.05等，是牧夫座最亮的恒星，也是全天排名第四位的亮星，距离我们36.7光年。



老规矩，高清身份照来一张

与前面介绍的一堆小家庭不同，大角是恒星中少有的"单身狗"，它是一颗单星，没有同伴，只比太阳大了一丢丢，质量为太阳的1.08倍，但与正当壮年的太阳相比，大角已经是颗垂垂老矣的老年星了，大角星的光谱类型为K0 III，是恒星光谱的分类标准之一，它也是天空中最亮的K型巨星。它的光谱类型，意味着它已经耗尽了核心的氢元素，体积膨胀，来到了红巨星的阶段。目前，大角的直径已经膨胀到太阳的25.4倍。表面温度也下降到了不到4300K，因此看上去是明亮的橙黄色。
大角也是太阳附近最亮的恒星之一，可见光波段的能量输出是太阳的110倍。不过，由于它的表面温度很低，大部分的能量在红外波段，在近红外波段的星等达到了 -2.2等，仅次于参宿四和剑鱼座R，排名全天第三位。总光度是太阳的180倍。
大角的年龄在71亿年左右，是所有一等星里最古老的一颗。看过《流浪地球》的小伙伴，一定对“氦闪”这个词不陌生。质量在0.8~2倍太阳质量之间的恒星，在通往红巨星的阶段会发生"氦闪"。而大角的质量正好在这个区间里。有研究表明，大角已经发生过氦闪了，目前它已经高于水平分支，在渐进巨星的分支向着红巨星爬升。这也意味着，大角离星生终点已经不远了。在数亿年之内，它就将在脉动中失去表层物质，化作一朵美丽的行星状星云和一颗小小的白矮星。



大角跟太阳的大小对比图

我们都知道，恒星主要由氢和氦组成，还有很少量的其他元素。在天文学中，氢和氦以外的元素被称为“金属元素”，基本只能通过恒星形成而产生。比铁轻的元素，可以在大质量恒星的内部产生，而比铁重的元素，就只能靠超新星爆发或中子星合并这样的宇宙高能事件来合成了。
在宇宙诞生的初期，只有氢元素和氦元素，那时候的恒星，最初的组成部分只有氢和氦。因此被称为“无金属星”，也被叫做第一代恒星，或星族III恒星。这些元老恒星通常非常大，因此寿命相当的短暂，可能只有数百万年。而我们的宇宙已经138亿岁了，因此我们目前还没有观测到任何一颗这样的恒星，它们只是存在于理论中，也许等我们的望远镜再先进一些，才能有机会看到它们远在可观测宇宙边缘的星光吧。



NASA的斯皮策望远镜拍摄到的疑似第一代恒星的辉光

而当这些元老级恒星通过超新星爆发的形式重新变成星云之后，再经过亿万年，新一代的恒星会在这里形成。它们体内会包含少量第一代恒星的星尘——那些借由第一代恒星核聚变和超新星爆发产生的金属元素。这样的恒星被称作“贫金属星”，或第二代恒星，也叫星族Ⅱ恒星。它们的年龄相当古老，在我们能观测到的恒星中，这类的恒星也并不多见。在太阳附近，只有4%的恒星是第二代恒星。
而在第二代恒星的遗迹上诞生的恒星，它们的体内又包含了第二代恒星产生的金属元素，因此金属元素含量相对较高，被称为“富金属星”，或第三代恒星，也叫星族Ⅰ恒星。这样的恒星都是年轻的恒星。
我们的太阳就是第三代恒星，而大角则是古老的第二代恒星。它的金属元素丰度只有太阳的三分之一。
<hr/>大角以自行速度快而闻名。
我们都知道，肉眼所见的恒星几乎都来自于银河系。而它们都在高速运动着。所谓自行，指的是恒星相对于太阳的横向位置的移动，通俗点说，就是在天空中位置的变化。
虽然在星系尺度的宏观上，银河系的恒星在围绕着银心旋转，但在恒星尺度的微观上，恒星的运动其实是朝向四面八方的。有的恒星在向着太阳飞来，有的恒星在远离太阳而去。而我们的大角运动轨迹有些诡异，它正在横穿银盘。因此，它相对于太阳位置的改变十分明显，这也就造成大角的自行速度特别快。
普通恒星的自行通常只有零点几角秒/年，全天只有200多颗恒星的自行超过了1角秒/年。而大角的自行速度高达2角秒/年。这意味着只需要900年，大角就能在天空中移动一个满月月面那么远的距离。

小知识：自行最大的恒星并不是大角，而是一颗叫做"巴纳德星"的红矮星。这颗恒星距离我们只有6光年，它仿佛挂上了高速buff，自行速度达到了惊人的10角秒/年，也就是不到200年就能移动一个月面那么远。可惜它太暗弱了，我们肉眼看不见它。不然，“Mercury”（水星的名字，罗马神话中的飞毛腿）的名字花落谁家还不一定呢。

可能有小伙伴想问了，大角为什么这么特立独行，别的星星都在路上走（顺着银盘），就它横穿马路（穿越银盘）呢？
这是因为大角曾经并不是银河系的一员，它很可能来自于一个临近的矮星系或卫星系。它的母星系被银河系强大的引力撕扯解体，星星们也就随着融入了银河系。不过，它们虽然被银河系"招安"了，但多多少少还是有点"反骨"，一些恒星组成了一个星流，在垂直银盘的方向上穿行着。这个星流就以"带头大哥"大角的名字命名，叫大角星流。（大角：什么带头大哥？不是没有别瞎说啊！）大角星流也是第一个被发现的星流，约有53个成员，里面的恒星都是如大角这样，缺乏金属元素的老年恒星。

星流，指的是沿着一条狭长轨道围绕星系运动，由众多恒星组成的链状结构。它们通常有两个来源，一个是星系内的球状星团，一个是星系附近的矮星系。它们的本体受到星系引力的巨大潮汐作用而逐渐变形、瓦解、撕裂，形成了细长的恒星链。
银河系拥有十多个星流，最著名的是人马座星流，包含了1亿颗恒星，跨度超过100万光年，一直连接到人马座矮椭圆星系，像一条璀璨的项链，围绕在银河系周围。未来，星流会逐渐融入银河系中。

星流的示意图

也正因如此不同的运动轨迹，在五十万年前，大角星离我们还很远，我们根本看不到它。而目前，它正位于几乎离我们最近的位置。未来，它会继续穿越银盘，在我们的视角中向南移动。五十万年后，就会因为距离太远而过于暗弱，消失在我们的视野中。银河系的大多数恒星，包括我们的太阳，对它而言都是匆匆过客，陪伴着它的，只有一路走来的不多的小伙伴而已。
<hr/>大角与室女座的角宿一，狮子座的五帝座一组成了一个等边三角形，就是著名的“春季大三角”。再加上猎犬座的常陈一，就组成了一个很规整的四边形，叫做“春季大钻石”。找到了它，就能很轻松的把春季星空的主要星座一网打尽。


大角所在的牧夫座，是春季著名星座，座内亮于5等的星星有29颗，面积排在了88个星座中的第13位。虽然不是黄道星座，名声也很响。中国最早，也是最大的天文论坛，就叫做牧夫天文论坛。
牧夫座的方向远离银心，这边没有那么多密密麻麻的恒星，却是河外星系的最佳观测点，这个方向有很多各式各样的星系。此外，牧夫座中还有一块奇特的天区——牧夫座空洞。
如果你拥有一台小型望远镜，那你将能发现，夜空中其实是密密麻麻布满恒星的。因为宇宙是各向同性的，我们的位置并不特殊，夜空中恒星的分布会很均匀。而如果你有一台超大型的望远镜，你也可以在四面八方看到许许多多遥远的河外星系。它们跟我们的银河系一样包含亿数的恒星，只是由于过于遥远，看上去都是跟恒星一样的小亮点罢了。
但是再仔细观察一下的话，还是能发现一些奇怪的地方，比如，星系的分布其实并不是很均匀，有些地方，不知道什么原因，星系少的可怜。
牧夫座空洞，就是这样一个地方，这是一块距离地球大约7亿光年，直径约2.5亿光年的超大空间。按照常理，这么大的地方大概能包含几百万个星系，但目前我们只在里面找到了60个星系，平均每一千万光年才有一个。
目前，牧夫座空洞形成的原因还没有一个靠谱的理论来解释。这种宇宙大尺度结构，还有许多谜团等待着我们揭开。
此外，网上提到牧夫座空洞，总是喜欢用这张图片：


看上去黝黑一片，确实挺像那么回事，是吧？
但是这个根本不是牧夫座空洞，而是位于蛇夫座的暗星云，巴纳德68星云。
真正的牧夫座空洞是下面这张，图中绿色圈的部分才是空洞所在。


嗯？这不是密密麻麻很多小亮点嘛？这也不空呀？
没错，牧夫座空洞在视觉上既并不空旷，也不漆黑，跟其他天区是一模一样的。因为这片天区只是缺少星系，而并非缺少恒星。恒星的分布还是遵从“各向同性”的原则的，因此牧夫座空洞的方向上看上去跟其他地方一样，只不过小亮点基本都是前景恒星。
<hr/>大角的赤纬为19°，这意味着在地球上的几乎所有地区都能看见它。大角也是北半球最亮的恒星（天狼，老人，南门二都算是南天恒星），甚至偶尔可以在太阳落山之前看见它。大角也是第一颗在白天用望远镜看到的星星。
每年3月，入夜后就能看见大角从东边升起，闪烁着耀眼的黄色，等到天狼星落在地平线之下，大角就是夜空中最亮的星星了。直到10月末，还能在夕阳的余晖中看见它。大角星也是在天文导航领域被用于导航的58颗明亮恒星之一。



初春的牧夫座

也正因为如此，中国古代十分重视这颗亮星。古人将天空分为了三垣二十八宿，并将二十八宿划入了青龙，朱雀，白虎，玄武四相中。其中，大角和角宿一曾是东方青龙的两只角，"大角"的名字，也正是来源于此。四舍五入，大角也算是二十八宿第一星了。不过，后来可能古人觉得大角离角宿一有点远，把它们当做两个角不太合适，就收回了这个设定，把苍龙的角分给了角宿一和角宿二。而大角因为离亢宿更近，又被划入了亢宿中。
失去"二十八宿第一星"地位的大角，可并没有被古人抛弃，而是给了它更重要的象征意义。《晋书天文志》中记载："大角者，天王座也。又为天栋，正经纪也。"大角，代表着帝王之座，又被称为“天栋星”，象征着天子威行。
不仅如此，大角在古代的历法中也有重要意义。曾经有小伙伴问过我，为什么北斗七星在古代的地位很重要，是因为它可以标识北极星么？其实并不是这个原因。上古时期，北极星并不是现在的勾陈一，因此也没有用北斗七星找北极星这种说法。北斗七星之所以重要，是因为古人通过观察北斗七星位置的变化来划分四季，进而确定了十二个月，称之为“斗建”。《淮南子·天文训》中说：“帝张四维，运之以斗，月徙一辰，复返其所，正月指寅，十二月指丑，一岁而匝，终而复始”。指的就是用北斗勺柄的指向来确定月份。
而单靠北斗的指向不那么的精确，北斗勺柄的延长线，正对着大角的方向，于是古人又选择了大角左右的六颗星，"左摄提"和"右摄提"各三颗星，用来辅助建月。《天官书》记载：“摄提者，直斗杓所指，以建时节。故曰“摄提格”。“直斗杓”指的就是北斗七星勺柄的三颗星。
大角被左右摄提所环绕，也象征着能臣辅佐君王。此外，大角附近还有“招摇”，“七公”，“梗河”等诸多重要的星官，古人通过观测大角与它们的明暗，来占卜国事，预测国运。


在西方，大角星同样有诸多象征意义。有人甚至认为亚瑟王的名字就来源于它，但是这个说法没有被普遍接受。在古代的美索不达米亚，大角与神恩利尔有关，他统治着风，空气，风暴和地球。古罗马人也认为大角是暴风雨天气的信号。
大角的英文名Arcturus来自于希腊语，意为“熊的守护者”。“熊”指的就是大熊星座和小熊星座，北斗七星就是大熊星座的尾巴。可见，大角与北斗七星的缘分真是不分中外呀。
在世界各地的文化中，大角星还有许多的名字。比如阿拉伯人将它称作是“高举的长矛骑兵”，“天堂守护者”，日本人则叫它“小麦之星”。在印度占星术中，大角被称为“斯瓦蒂”，在梵语中是“非常仁慈”的意思。在夏威夷，当地土著把大角叫做“欢乐之星”或“清澈之星”，并用它来导航。北方的因纽特人则称呼大角为“老人”。
这么多的名字，可见大角的人气是要有多高。大角也出现在了许多文学作品之中，绝对算得上是一颗古今中外广受喜爱的星星。
<hr/>写到大角的时候，恰好是春天。在太阳落山之后，就能看见这颗明亮的黄色星星，从东方的地平线上缓缓露出头来，这样的场景，在人类第一次注意到这颗明亮的星星时，就已经开始上演，数万年来从未改变过。似乎，也将永远是这样。
但实际上，如今我们几乎正处于离大角最近的时候。不久之后，它就将逐渐远离我们。再过五十万年，大角就会因为距离我们过于遥远，而变得暗淡不可见。从肉眼可见的角度来说，在大角长达数十亿年的星生中，它与我们的缘分只有短短100万年。与我们的相遇，只是它漫长星生中的转瞬一瞥而已。
而就在这短暂的百万年中，大角幸运的与人类文明相遇，在人类眼中，它是象征皇权的王庭，代表着国家的兴衰更替；它是呼风唤雨的神祇，掌控着大地的风霜雨雪。它是航海者的灯塔，它是文学家的缪斯，它是夜空中璀璨的明星，也是文化中闪耀的珍宝。
这场宇宙中最平平无奇的邂逅，因为一个文明的存在，而美丽动人。


<hr/>后记：
一等星篇，到这里就全部完结啦！撒花！！！
全天的一等星一共有21颗。在我立下宏愿，要给它们每个安排一个小传的时候，就已经想好了，第一篇要写天狼星，第一亮星必须要有排面。而最后一颗，要留给我最喜欢的星星——大角。
不为别的，只是自己的一点私心，觉得等我写到最后一颗的时候，一定能积累了不少新的知识，有更多的资料来源，能把大角这篇写的好一点，再好一点，这样才配得上心中所爱。
一转眼，三年过去了。没想到自己居然这么能拖，21颗星星，更了足足三年，也还是想感慨，自己也真的更完了。文章也确实如我所想，随着自己知识厚度的增加，从最开始的干干巴巴，到后来的稍微丰富。但无论什么时候回看它们，还是觉得可以再修改一下措辞，再增加一些内容。知识的积累是没有止境的，写文章的初衷，也是想把自己知道的转换成文字，强化记忆，也方便自己日后查询。
这三年里，借由这些文章，也结识了许多喜欢天文的小伙伴，大家捉虫补缺，追更约稿，不断鞭策我进步，每次更完文章，看到这些熟悉的名字的点赞，留言，是我最满足的时候了。这是比天文知识的积累更让人开心的收获。真心谢谢大家！
接下来的想法，是把前面写的几篇再补充些内容，之后继续写写二等星，三等星们（约稿的小伙伴们放心，你们的我已经排好啦！在写了在写了）。它们受关注的程度远远小于一等星，资料也不是很多，所以我想以组合的形式介绍介绍它们。还有大家喜闻乐见的各种漂亮星云，星系这些，之前都发布在想法里了。有时间我会把它们也整理到专栏里，未来也会不定期更新，为大家送上各种好看的高清大图。
另外，我还打算开一个新的专栏，叫"今人不见古时月"，专门介绍古代星官知识的（挖坑小能手上线中）。其实这一领域算是我的知识新区，积累的比较薄弱，所以这个专栏也算是一个学习笔记吧。有对这方面感兴趣的小伙伴，欢迎一起来讨论学习呀！
希望我们未来可以一起，脚踏实地，仰望星空。

是鹅好甜

天下没有不散的宴席，但在银河系我们最终还会相见

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猥琐大叔求教pv

“但在恒星尺度的微观上，恒星的运动其实是朝向四面八方的。有的恒星在向着太阳飞来，有的恒星在远离太阳而去。”这是不是和宇宙膨胀论相悖？还是说宇宙红移描述对象仅为星系，而无关于恒星。

不好吃荤漳

文尾传记看得有点感动，继续写呀，开直播课好了，我的志向没你那么远大，我争取今年内把你的文章都消化完[捂脸][捂脸][捂脸]