美國加州聖地牙哥台灣同鄉會
San Diego Taiwanese Cultural Association
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  2020 年 8 月

星空夜語(六):仲夏夜的故事及八月份的英仙座流星雨
黃正源

對我來說,我跟兩個小孩最好的記憶還是夜晚觀賞彗星及流星雨的經驗的,我希望(也相信)這是他們對我的人生回憶,因為我至今依然很感動,彗星的出現有一定的週期,著名的哈雷彗星每78年出現一次,文德十歲、文加三歲的時候,哈雷彗星於1988年重返太陽系,我們一家四小口半夜,開了一個半小時的車程去聖地牙哥Mount Laguna山頂天文台看彗星,文德文加屬於一般較幸運的人,在他們生命中可以看見哈雷彗星兩次,2003年(十多年前)的十一月夜晚,文德打電話問我要不要開車去舊金山Mount Tamalpais看獅子座流星雨(Leonid、每年 11月 17-18 日出現) ,即使半夜冷颼颼地我依然爽快興奮的一同前去,這是難得而喜悅的經驗的。

英仙座Perseus流星雨Perseid
英仙座流星雨每年從7月23日到8月22日左右可以看見發生,最大流動量是從8月12日午夜到8月13日凌晨,最佳的觀賞時間在8月11日、12日或13日的黎明前(天色還暗黑的時候) ,英仙座在W型的仙女座旁邊,彼此相伴。英仙座流星雨與牧夫座流星雨(或稱為象限儀座流星雨Quadrantid、每年 1 月 3-5 日出現) 、雙子座流星雨(Ginimids、每年 12月 7-16 日出現)並稱為年度三大流星雨。英仙座流星雨是從英仙座γ星附近為輻射點散發出來的流星雨,七月二十日沒有月亮的夜晚,我一個人去聖地牙哥的最高峰Cowles觀賞,果然看見幾顆流星穿越夏季三角點,快速地通過土星、木星、金星後往射手座飛去再從消逝在天蠍座的下方,非常神奇。

英仙Perseus是古希臘天神Zeus(宙斯)和Danae(達納)的長子,所以出生時就是半神Half-god,並封為英仙,是希臘神話中最偉大的英雄之 一,他的英勇事蹟包括希臘神話中的妖魔戈爾貢Gorgon和美杜莎Medusa斬首示眾驅除,並用他的神力把美杜莎的頭顱、作為日後的其他冒險行動中威力強大的武器,因此能夠與海怪Cetus搏鬥並殺害而拯救仙女座(Cassiopeia公主) ,仙女Cassiopeia後來是英仙Perseus的結伴妻子,共同養育了至少一個女兒和六個兒子,其中最出名的兒子Electryon(天神宙斯仙女Alcmene的父親) ,也就是前次介紹過的古希臘最偉大的英雄大力士(Heracles) ,所以英仙既是大力士的曾祖父母也是也是他的同父異母兄弟,既是一位象徵性的天神,也是跟大力士一般的神仙級勇士,這些神仙級的星座多半環繞在北極星的星體天空中,英仙座Perseus與仙女座Cassiopeia也永遠地在北極的星空中緊密地相隨在一起的。

彗星大致是來自於距離太陽比我們地球還遠的恆星太陽系內的其他地方,因為長期滯留在距離太陽遠而冰冷的環境裡,由於微粒間的重力作用逐漸凝聚而成「髒雪球」塊,當這些雪球受到擾動而離開長期的冰冷環境,太陽的重力作用就會雪球朝向太陽牽引過來。在這些雪球接近到土星與太陽的距離,太陽風和太陽熱使得彗星體開始向外噴出微粒,遠遠觀望就形成了彗星的「離子尾(Plasma tail)」和「塵埃尾(Dust tail)」兩條明顯不同顏色的尾巴,猶如古代中國所稱呼的掃把星。

英仙座流星雨跟Comet Swift-Tuttle(斯威夫特-塔特爾彗星)有關,英仙座流星雨的第一次的文獻記錄 中國古籍西元36年(秦代) , 1861年現代天文學家探測到這顆彗星,四年後1866年,義大利天文學家Giovanni Schiaprelli把英仙座流星雨與斯威夫特-塔特爾彗星連結在一起,這顆Comet Swift-Tuttle(斯威夫特-塔特爾彗星)的運轉週期是133年。當地球運行進入這些彗星雪球時,都會吸引這些彗星歷次所殘留下來的小冰雪球進入大氣層,在大氣層中被吸入的這些雪球碎塊,會像煙火爆發般地輻射分裂成數塊,呈下雨狀的碎塊快速墜落,這就是每年在 7 月 20 日至 8 月 20 日出現、於 8 月 13 日達到高潮的「英仙座流星雨」(Perseids) 。

英仙座流星雨每小時大約有60顆流星衝過天空,高峰時段每小時多達150個流星在空中畫過,跟許多天體事件不同,流星雨很容易觀測,不需要特殊設備,找一個僻靜的觀景點,遠離城市燈光,還可以用躺椅和毯子在後院觀看,更加舒適。找到了合意的觀賞點後,躺在地上,朝輻射的方向往上看,當然要避免查看明亮的手機螢幕,讓眼睛適應黑暗,我們的眼睛可能需要 15 到 20 分鐘才能適應黑暗的。

美聲天琴和夏天的兩隻飛鳥(天鷹、天鵝)
在八月的焦點星座中,我們來討論前幾期鄉訊所提過的指標夏季三角星座,這個夏季三角形是由天琴座的織女星Vega、天鷹座的牛郎星Altair與天鵝座Deneb所形成的等腰三角形,七月底黃昏時分(一直到午夜)以後整個夏天可以看見三個非常明亮的恆星所組成的三角形。

天琴座Lyra the Harp恆星Vega織女星(αLyr)
在牧夫座的東北方的天琴座裡,最顯眼的就是全天體第5位亮、呈青白色的「織女星」,距離地球約26光年,從織女星向東南望去跨過銀河,就可以看到另一顆位在天鷹座上銀白色的亮星「牛郎星」,距離我們地球約16光年。在夏季的夜空中牛郎星、織女星和天鵝座裡的亮星(Deneb,αCyg),構成一個明顯的三角形,俗稱「夏季大三角」。

因為在牛郎星的兩邊各有一顆較暗的星βAql和γAql,在閃爍中仿如一個人以扁擔挑起東西似的,所以牛郎星又稱為「扁擔星」。古代中國有個悽美的神話,傳說牛郎和織女原是一對恩愛夫妻,有兩個孩子,因故被拆散分居天河兩岸,只能在每年夏曆七月初七,在天河上架起的鵲橋(仿如飛翔中天鵝或大喜鵲的雙翅)上相會,其實牛郎星和織女星之間的距離約為16光年之遠,即使牛郎和織女兩人以真空中的光速彼此到銀河中線相見,也得各自花上8年時間才能相會。

天琴座(Lyra) 屬於北天星座之一,這顆夏夜星空的明亮恆星,位於天龍座(Draco)、武仙座(Hercules)和天鵝座(Cygnus)之間的銀河邊上。織女星 (Vega,αLyr)是天琴座中的主星,它與銀河對岸的牛郎星(Altair,αAql)遙遙相對。再過1萬2千年後,織女將成為那時候地球自轉軸所朝北方向的北極星,在織女星附近,有一個由4顆星所組成的小菱形。整個天琴座雖小,但很引人注目,各國都有著許多有關織女星的種種傳說。
天琴座Lyra的故事

天琴(豎琴)是古希臘使用的一種絃樂器之一。水神水星Mercury製作了第一隻天琴,呈獻給太陽神阿波羅,阿波羅把它送給他的兒子奧菲斯Orpheus。奧菲斯學會了天琴並演奏出非常甜美的音樂,樂曲聲使鳥兒來聆聽,野獸被馴服,疲憊的人歡樂,河流改變路線、河水變清澈,海怪被音樂像咒語般迷住。

奧菲斯與尤理迪斯Eurydice結婚,但婚禮後不久,她和她的伴娘一起散步時,被一條毒蛇咬傷致死。奧菲斯非常傷心,悲痛欲絕,他去看了冥王星Pluto,這個冥王世界的統治者,試圖用他的音樂來軟化冥王星的心,從而拯救尤理迪斯。

奧菲斯克服了前往冥王世界哈迪斯Hades沿途中的所有的危險,當他到達冥王星後,他的音樂帶給這個冥王世界的冥王星咒語般的著迷。冥王星於是允許奧菲斯把尤理迪斯帶回地球,前提是奧菲斯先走,在到達上層世界以前,不能回頭往後看看她是否跟隨著。奧菲斯同意這些條件,但是,當他們在哈迪斯Hades路上快步走的時候,奧菲斯漸漸地聽不到尤理迪斯的腳步聲了。在幾乎進入亮光前的最後一步,菲斯害怕她出了什麼事,他猛然地回頭看看,轉過身來想凝視著她,一塊大石頭竟然掉落下來,擋住小路,把尤理迪斯永遠掩藏在他的視線以外,她消失了,只隱約聽到她一個字:再見吾愛。

此後多年來,奧菲斯在樹林裡遊蕩,只一直演奏著悲傷的曲調,即使許多少女愛上了他,他仍然忠實耿耿地懷念著尤理迪斯的記憶。最後,因為奧菲斯缺乏細膩的心思、讓失望憤怒的一群少女殺死了奧菲斯,並把奧菲斯的天琴扔進了銀河裡。朱比特木星派了一隻禿鷹把天琴帶回來,把它作為星座放在天上,天琴座一顆明亮的藍色星星Vega表示,意思是「失落的鳥」尤理迪斯Eurydice,這顆星星也是東方社會傳說中的織女星,他跟著天鷹座的阿梵達(牛郎星)在銀河中遙遙相望著。

要找天琴星可以先找維嘉Vega(織女星),它是地球夜空中最亮的恒星之一,找到織女星就很容易找到天琴星的萊拉Lyra了。仲夏星空織女星高掛在天空上,天琴座看起來像一個小小的,傾斜的正方形,織女星就在正方形的一個角落旁邊。

恆星Vega織女星(αLyr)
天琴星座最亮的維嘉Vega(織女星),只有大約26光年遠,是我們最親密的天際鄰居之一。閃耀而純青白色,可以看出它的表面高溫比太陽表面熱幾千度。天琴座裡除了約0.03視星等的織女星(Vega)外,還有5顆肉眼可見的亮星,兩對美麗的雙星(彼此共同存在軌道上的恆星)在織女星維加左上角! 一個「四合星」εLyr是個著名的「雙星、雙星」的系統,在良好的觀測條件下很容易地就可分辨出來。

天琴星座內除了著名的梅西爾(Charles Messier)星雲M56和M57外,尚有Steph1、NGC6720、NGC6779、NGC6791四個較亮的星雲,光度比8星等還亮的變星有9個、雙星有13個,這種煙霧環的物體星雲星團實際上是在恆星生命接近尾聲時散發出來的氣體。

以恒星年齡的模型分析,以太陽年齡一樣做估算,織女星的「正常」壽命大約只剩下一半壽命,因為在這個星球年齡的壽命的時候,其核心氫原子融合開始產生製造氦氣,但是恒星的壽命並不完全一樣,維加織女星的年齡大概是太陽的十分之一,所以只有幾億年壽命的時間,而太陽已有幾十億年時間了。

區別在於兩顆恒星的質量,織女星Vega的重是太陽的兩倍多,所以它的氫燃燒速度比太陽快得多,因此,織女星Vega將耗盡它的氫原料,散盡後成為一個紅巨星Red Giant,他的外氣層吹向太空中,並像白矮星一樣消失在默默無聞的太空中,而太陽仍然像今天一樣地閃耀存在著。

天琴星座第二亮的恒星貝他Beta Lyrae,位於織女維嘉星以南,是兩棵二等亮度的恆星,兩顆恆星都比太陽更大、更熱、更亮,一顆是藍色,另一顆是白色,兩顆恒星彼此接近,所以每顆恒星的吸引力扭曲了另一顆恒星,使它們看起來像雞蛋的形狀。

這兩顆恒星非常接近,每13天它們彼此繞行一次,在每次運轉軌道上,如地球一樣,一顆恒星穿過另一顆恒星的時候,就會擋住了它的光,甚至用肉眼可以看到這些日蝕現象,只要把Beta Lyrae的亮度與旁邊伽瑪星Gamma Lyrae的亮度做一個比較,通常,它們是相同的亮度,但是在日蝕期間,Beta亮度看起來更微弱,因為只看到一顆恒星的光,而不是兩顆。

天琴星座也是天琴流星雨Lyrid的「輻射出」源頭,流星雨每年4月達到頂峰,出現在每年的4月19日到23日間。也就是說,如果追溯到流星雨他們穿過天空的路徑,流星似乎都是從天琴星的方向「下雨」一樣進入地球大氣層的。

天鵝座(Cygnus)恆星Deneb德內布(中文星象古代稱為「天津四」)
北天星座之一的「天鵝座(Cygnus)」,位於天琴座(Lyra)與飛馬座(Pegasus)之間,是夏季夜空中一個很醒目的星座,那個橫在銀河中的大「十」字形,就像一隻飛翔中的天鵝。星座中最亮的Deneb(αCyg)和銀河兩旁的「牛郎星(Altair) 」、「織女星(Vega)」構成一個大等腰三角形,稱為「夏季大三角」。

天鵝座裡能夠看到許多美麗的星雲,順著天鵝的體形,有一片黑暗的暗星雲。在Deneb(αCyg)東面,有一個形似北美洲大陸的「北美洲星雲(NGC7000)」,在天鵝東面翅牓近旁,有一個好似仙女羽衣上、羽毛撒在銀河上閃閃發光的「網狀星雲」。天鵝座只有一顆是足夠明亮,可以用肉眼看到,這個星群系是一種稱為紅巨星(red giant)的恒星,紅色意味著它處於生命的最後階段,因為它的內核心越來越熱,熔漿越來越密集,而它的外層因快速漩轉正在膨脹,而越來越冷卻。南端的epsilon恒星也是一個多星系統,最亮的恒星在生命早期就很早快結束了,它比太陽更大、更重、更熱,它的旋轉速度比太陽快近200倍,所以,像牛郎星一樣,在赤道上呈外凸扁平,看起來像一個被擠壓的沙灘氣球。

天鵝座的兩顆「尾巴」恒星是Zeta星和Epsilon星。他們還有一個古阿拉伯文的名字Deneb al Okab(即天鵝的尾巴),尾部的北端的Zeta實際上是一個二顆或三顆以上恒星組成的星群系。天鵝的身體沿著十字架的長軸延伸,在十字架短軸兩側各有一顆恆星星,就是天鵝長長的翅膀、猶如架構的天橋一樣、讓牛郎星和織女星在星空夜晚中相會。在中國古代神話故事中,牛郎和織女每年7月7日,就是藉著這隻大天鵝(大喜鵲)所架構的天橋相會一次的傳說。

與我們相距約為7億光年遠的天鵝座內,有一個銀河系最著名的黑洞「天鵝座X-1(CygnusX-1)」,由一顆大質量恆星塌縮形成的;以及天鵝座中心有一個強烈X光和無線電波源Cygnus A,天文學家相信這些輻射是由星系中心的超大黑洞所引發的近光速的粒子噴流所造成的,在中心附近正漸漸地被黑洞漩入的漩渦狀熱物質會產生X光。

天鷹座(Aquila)the Eagle
世界各國都有自己星象傳說的古典神話故事,我們東方社會最傳奇又浪漫的大概就是七夕情人節的牛郎織女,夏日星空銀河、閃爍如天鴿搭橋、空中相會的故事了,牛郎星就是天鷹星座中一顆最亮的恒星是阿梵達,織女星則是天琴星座中最亮的一顆恆星維嘉Vega,在銀河天際中遙遙相望、互相思慕著。

這個夏季星空版圖最後的星座是天蠍座的,深紅鮮明的恆星牛郎星Antares,古希臘原意是"火星的剋星"代表天蠍的心臟,兩隻蠍爪朝向安塔雷斯右側(西),天蠍身體向左側(東)延伸,成為一隻非常勇猛又完美的天蠍子,這大概是天體星空中一個最好看的星座(看起來像甚麼就代表什麼)!

老鷹Aquila是天神木星Jupiter最喜歡的鳥,常常被天神賦予許多困難的任務,其中最困難的任務,老鷹被派去尋找甘尼梅德Ganymede,這位甘尼梅德是天際各神的新盟主,天鷹不得不必須飛回奧林匹斯山,背負著著這一個年輕人甘尼梅德Ganymede的重擔返回,所以,天鷹座猶如天鷹阿奎拉伸出翅膀順著銀河閃爍發亮的指引上滑行,夏末星空夜晚正在朝著南方飛行、尋找著甘尼梅德。

恆星牛郎星是一顆光亮的紅色超級巨星,正在處於生命的最後階段,牛郎星體積質量十分龐大,如果跟我們的太陽系比較,可以把我們的太陽、水星、金星、地球和火星以及所有的小行星帶全部置入在牛郎星恆星本身及他的大氣層內。

這裡是我們銀河系非常熱鬧而豐富的區域,有氣體雲、新形成的恆星群以及成群結隊的球狀星團,因為當我們觀看這個區域的時候,我們實際上就是在銀河系中心(射手座)的附近。夏天的星空夏季大三角的銀河,使用望遠鏡仔細看一看,就會發現裡面無窮無盡數不清的星星,印地安人的傳說故事中相信這個地區是一條河流,他們的祖先就是在未來世界生存或旅行著,這個地區閃閃發亮的星星就是他們那些祖先在過河時點燃發亮的燈火。

天體的銀河系(Milky Way)繼續穿過天鷹座後、朝向並通過射手座,使用望遠鏡觀測銀河系通過的這些區域可以看見許多星團和星團。但是,恆星的亮度並不表明它離我們有多近,事實上,一些昏暗的星星距離我們相當接近的,而一些明亮的星星卻是相當遙遠的。

在天鵝座(Cygnus)的頭部,有一顆藍白色亮星(為A2型光譜),就是全天體星空中第18顆最亮恆星之一的Deneb(αCyg)。它的亮度約為1.26視星等(-7.1絕對星等)、距離我們約1600光年。Deneb(αCyg)的半徑比太陽大1000倍,Deneb(αCyg)絕對星等比太陽亮上10多萬倍,Deneb(αCyg)與我們地球的距離約為1500多光年。

天文學家以光年為單位測量與恆星的距離,一束光在一年內可以傳輸的距離大約10萬億(10000,000,000,000,000)公里,天鷹座的牛郎星離地球大約16.7光年,維加大約25光年遠。但德內布是超過2500光年或100倍以上的維加。

我們今天從天鵝座德內布看到的光大約在2500光年前離開了這顆恆星,在黑暗的天空中,我們可以看到最遠的星座物體之一是仙女座星系Andromeda Galaxy,仙女座在250萬光年遠以外的距離,我們現在看到的光在早期石器時代離開了銀河系。當我們向天空仰望的時候,細細地讓我們回想世間一切如何的開始!

天鷹座最亮的恒星是阿梵達(牛郎星),這是一顆距離地球約17光年的白星。阿梵達是三顆明亮的星星的南點,稱為「夏季三角」(另外兩顆星星是天鵝座的德內布Deneb天津四,三角形的東北點及天琴座的維佳(織女星),三角形的西北點)。阿梵達(牛郎星)漂亮而明亮,一直到初冬的開始都很容易找到。阿梵達(牛郎星)大約是太陽的兩倍,因此目前生命年齡只有20億年左右,而太陽已有100億年。

儘管它的體積大,阿梵達(牛郎星)每10小時可以自轉軸心一次,相較之下,太陽約4個星期才能夠自轉一圈。阿梵達(牛郎星)高速旋轉的影響,它的大氣體受赤道離心牽動而強制向外流動,使這顆恒星的外觀看起來變扁平,通過赤道的寬度比通過兩極的寬度約多14%大。所以,如果牛郎星的旋轉速度是現在速度的兩倍的話,它就可能會爆散飛開來了。

星座內另一顆中等亮度的星星塔拉茲Tarazed隱藏而相當接近牛郎星。這顆恒星大約只有1億年的歷史,而我們的太陽有46億年。但塔拉茲已經到了它「正常」壽命的結束尾聲,導致不成比例地向外層巨大的膨脹,它的直徑大約是太陽的100倍,所以,它比太陽亮2500倍。雖然,距離有大約400光年的遙遠遠,晚上肉眼也很容易看到。

天鷹座的牛郎星右邊是盾牌座Scutum斯庫圖姆Scutum-the Shield,看起來就像一個北冕座的皇冠Corona Borealis,斯庫圖姆的全名是"Scutum Sobiescianum"或"波蘭王索比斯基配戴的盾牌",右下方一個模糊補丁即是一個美麗的閃亮的稱為M11星團,恆星產生於星雲氣體中,這些星雲氣體凝結成旋轉氣體球狀,在氣體質量的極端壓力下,星雲核芯變得高熱能,而把氫氣氦氣熔在核芯中合成一起。

隨著時間的增長久而久之,原始的星團氣體雲向外散開,只留下幾十到幾百顆遍佈相鄰又集中的恆星星團,這就是我們可以觀測到的M11星團。

1973年發射的先鋒11號太空船正朝天鷹座牛郎星的一顆恒星Lambda方向飛去,距離125光年遠。先鋒號將在大約四百萬年後通過恒星。雖然先鋒號太空船已經斷訊過期,但它從我們地球傳遞了一個資訊:一塊小牌子,上面印有太空船及其製造者的資訊,代表著來自創造先鋒11號的人類向銀河系致意。