星空与人类文明04：春季观星指南来了，清明就能看到的天文奇观

再过十几天就是清明假期了，大家可能会去扫墓、踏青，享受春天的气息。大家有机会不妨注意一下，在 4 月 5 日的早上黎明之前，会有一个平时不常见的天文奇观——四星连珠。

大约 5:10 分左右，东方的天边已经开始放亮，地平线附近最亮的一颗星就是金星。同时在天边还可以看到弯弯的月亮。在金星和弯月亮之间，就是土星和火星。这 4 个天体大致排列在一条线上，形成一个美丽的天文景观。

4 月 5 日的早晨 4 大天体排成一线

由于这些天体的高度相对较低，它们很容易被城市里的建筑物遮挡，因此不太容易观测到。如果你住在海边，或者向东的方向比较开阔，可以抓住这个观测时机。不过，这个观测窗口非常短暂。对于沿海城市来说，5 点半左右太阳就会升起，星星们将逐渐消失在日光中。

8 颗天体列成一线

如果你在手机上安装一个类似 SeeStar 这样的星图软件，你会发现这一次连城一线的不止月球、火星、土星和金星这 4 个天体。太阳、水星、木星和天王星也都在这条线上。这其实是一个八星连珠的天象。

只是因为太阳的亮度实在太高，所以在太阳升起之后，排在它后面的水星、木星和天王星自然就看不见了。

只有到了傍晚时分，太阳下山之后，我们才可以看到太阳另一边的木星和天王星。由于水星距离太阳太近，通常会被淹没在太阳的光辉里，所以即便是傍晚，也不容易看到水星。天王星是一颗 6 等星，属于环境良好，肉眼勉强可见的类型，恐怕也会淹没在太阳的余晖里。

傍晚时分，才有可能看到木星和天王星，水星已经在地平线以下了

其实，太阳系中的大部分天体都分布在黄道面附近，围绕太阳旋转。所以，从地球上看起来，大行星们总是处在连成一线的状态。不过，只有它们的夹角比较小的时候，才会出现几星连珠的天文效果。这一次有这么多行星的夹角离得比较近，也是比较难得的天文现象。

比起视觉上的行星连珠更加难得的，是它们在物理上真的运行到了一条线上。

行星连珠示意图

上个世纪 80 年代，真的发生过几颗大行星大致排列在了一条线上的情况，而且还是分布在分布在太阳的同一侧。这种轨道周期上的巧合，给科学家们提供了一个绝佳的机会，那就是有可能利用一颗探测器，顺路拜访一大串的大行星。

美国 NASA 在 1977 年发射了旅行者 1 号和 2 号探测器，一路拜访了木星、土星、天王星和海王星，可以说是一次收获满满的深空之旅。这两颗探测器堪称伟大，其成果难以复制，不是因为探测器技术有多好，而是因为这样的机会实在难得。

旅行者探测器图

如今城市的光污染都比较严重。地平线上的建筑物也比较多。春季的星空亮星不多，大部分便于观测的目标都在北边，尤其是大熊座附近。

即便对于没有天文学知识的人来说，寻找北极星也是不难的。北极星位于我们的正北方向，由于它的位置几乎就处在北天极上，所以一年四季，北极星的位置都是不会改变的。

北极星的高度角与观察者所在的纬度相当。通过手机查询一下本地的经纬度，再用指南针确认正北方向，就能迅速地定位北极星了。

敦煌星图描绘的紫微垣

以我国的地理纬度，北极星附近的这片天区，不管怎么斗转星移，都是不会落到地平线以下，一年四季都能看到。古人很早就发现，似乎满天繁星都在绕着这片天区旋转，颇有点“地方拱卫中央”的意思。所以，就把中间这片区域称为紫微垣，象征着帝王的居所。地上的紫禁城，就是对应天上的紫微垣。古人是相信天人感应的。

北极星所在的星座名叫小熊座。作为小熊座最亮的一颗恒星，在它被现代天文学正式命名为小熊座 ɑ 星。在我国古代星官体系中，北极星叫做“勾陈一”。勾陈是中国古代主司兵戎的神，对应着皇帝身边的大司马职位。在紫微垣之中，代表皇帝的“帝星”是小熊座 β 星，中文名称叫做北极二。

你可能会感到奇怪，为什么不用北极星来代表皇帝，而是选用了既不在中心，也不是最亮的小熊座 β 星呢？

这是因为，在 2000 年前，北极星并不在北天极的附近，它距离北天极大约相差 12°。而小熊座的第二亮星北极二，反而距离北天极更近，它与北天极相差大约 8°。在我国古代星象文化中，位置远比亮度重要得多，所以，古人选择了北极二作为对应皇帝的帝星，也就并不奇怪了。后来，北极二逐渐远离北天极，而北极星则占据了众星的中心。于是，就形成了帝星既不在中心，也不是最亮的尴尬局面。

在古代道家的典籍《道藏》之中似乎提到过北斗七星之中的第 6 颗开阳也曾经接近过北天极，不过那是 5500 年前的事了。

北天极在不断地移动，大约 25700 年晃动一圈

图中黄色数字代表年代，橙色圆圈代表地轴晃动的路线现在是公元 2024 年，勾陈一最靠近北天极

为什么北极星的位置在短短的 2000 年里会发生如此大的改变？其实，恒星的位置变化在 2000 年里是极难察觉到的。发生位置变化的并不是北极星，而是地球自转轴的朝向。自转的地球就像一个转动的陀螺，它的自转轴一直都在轻微地晃动。根据测算，地球的自转轴大约 25700 年晃动一圈。

腓尼基人的势力范围

晚上 10 点左右，面向北极星，北斗七星恰好位于北极星的正上方，处于高度角最大的位置。这时的北斗七星躲开了建筑物的遮挡，受到地面光污染的影响也最小。

春季的前半夜，北斗七星运行角度较高

位于北斗七星勺柄末端的“开阳”是一个著名的双星系统，因为紧邻“开阳”还有一颗名为“辅”或“开阳增一”的暗星，能否裸眼识别这颗暗星，是对观星者视力的一大考验。

开阳和辅的位置

如果你视力不错，在光污染不太严重的夜晚，是可以用肉眼分辨出这颗辅的。望远镜是观星的利器，即便是观光用的双筒望远镜，也能帮大多数人分辨出开阳这颗双星。如果手头有一架 SeeStar 智能望远镜，那就更不在话下了。

别以为“开阳”和“辅”只是简单的一对双星，其实它们是 4 颗星。因为“开阳”和“辅”本身也是双星，而且还是联星。

双星与联星在天文学上是不同的两个概念。只要两颗星之间的角度特别近，我们就可以把它们叫作双星。但是，双星的概念并不对两颗星的物理距离做任何要求。比如说，当我们用手指指向月亮的时候，手指与月亮可以重合在一起。但是两者的物理距离可是了 38 万公里呢。

如果两颗星不仅看起来很近，在真实的宇宙中，它们也因为引力的牵扯互相绕转，那就可以称之为联星。

开阳本身在 1889 年被发现是一对联星，互绕周期为 20 年

“开阳”在大型天文望远镜里可以看出是两颗恒星。但是“辅”即便在大型天文望远镜里，仍然也只是一个光点。2009 年，天文学家通过口径 5 米的海尔望远镜，观察到距离辅星 1 角秒的位置有一颗星等 8.8 的暗淡红矮星存在，确认了“辅”的联星身份。

想要直接观测到这两颗天体的相互绕转，其实非常麻烦。恒星的绕转周期往往长达几千甚至上万年，短短几年的观测很难看到变化。还有一些双星距离太近，亮度也差异极大，就更加难以分辨。联星系统甚至多星系统在宇宙中是极为普遍的，只是因为难以观测，才会显得稀少。

大熊座附近几乎就是星系的乐园，值得观测的深空天体非常多。我们使用 SeeStar 这样的智能天文望远镜就可以拍到不少漂亮的深空天体。

M3 球状星团

首先是 M3 大球团，整体亮度 6.3 等。这是一个由几百万个恒星组成的密集球团，非常的漂亮，相对来讲也比较亮。

哈勃拍摄的 M101 风车星系

风车星系编号 M101，亮度是 7.9 等，这是一个非常漂亮的旋涡星系。M51 也很出名，这个家伙是 8.1 等，稍微暗了一点。

M51 和它的邻居

M51 星系有一个伴星星系。很明显，M51 的一条悬臂已经伸到了隔壁邻居家，似乎是在薅隔壁邻居的羊毛。所以，M51 和它的伙伴成了天文摄影爱好者非常喜欢的一个目标。

M81 波德星系和 M82 雪茄星系也是两个值得观测的目标。两个星系的距离较近。波德星系亮度 6.9 等，是一个经典的漩涡星系。距离波德星系不远的细长的星系就是雪茄星系，它是一个亮度为 8.4 等的漩涡星系。由于雪茄星系正好用侧面对着地球，所以我们有幸可以观测到它中心部位向外喷射的喷流。这也是天文爱好者喜欢把雪茄星系当作观测目标的原因。