02 天狼星
2.1 为什么说天狼星是夜空中最亮的星？
银河系之旅的第二站，我们要拜访的是与地球相距8.6光年的天狼星（图2.1）。
之所以要游览天狼星，最重要的理由是，它是夜空中最亮的星。或者说得更准确一点，它是夜空中除太阳以外最亮的恒星。
为什么说天狼星是夜空中最亮的星呢？为了解释其中的道理，我需要先给你科普一个非常重要的天文学概念：星等。
顾名思义，星等就是天上星星的等级。它所标定的，是这些星星的明暗程度。
世界上第一个提出星等概念的人，是古希腊大天文学家喜帕恰斯（图2.2）。你或许没听说过这个人，但你一定听说过他的数学贡献。我们在中学学到的各种三角函数，比如正弦、余弦、正切、余切，就是他最早提出的。正因为如此，喜帕恰斯也被后人称为“三角学之父”。
图2.1 天狼星
图2.2 喜帕恰斯
由于在数学知识上具有巨大的优势，喜帕恰斯很快就从同时代的天文学家中脱颖而出。靠着自己发明的三角学的锤子，他成功砸扁了不少天文学上的硬钉子。比如说，他精确计算了月球和太阳的运动轨迹，从而成为历史上第一个能够准确预言月食和日食的人。再比如说，他最早注意到岁差的现象，从而发现地球的自转轴在缓慢偏移。
公元前135年，喜帕恰斯发表了历史上的第一张星表。这张星表给出了1000多颗恒星在天球面上的具体方位。为了标记这些恒星的明暗程度，喜帕恰斯把这些恒星分成了6个等级，1等星最亮，6等星最暗。按照这个分类，1等星的亮度恰好是6等星亮度的100倍。
后来的天文学家们进一步推广了星等的概念。星等的数字已不再局限于喜帕恰斯定义的正整数，也可以是小数或负数。这个数字越小，与之对应的天体亮度就越大。更重要的是，随着星等的减小，天体的亮度会等比例变大。如果一个天体的星等比另一个天体小5，那么它的亮度就是另一个天体的100倍；如果一个天体的星等比另一个天体小1，那么它的亮度就是另一个天体的2.512倍。
光说星等的定义有点太抽象，我来举几个例子，好给你一个直观的印象。在天文学上，人们把织女星的星等定义为0。作为对照，太阳的星等是-26.74，满月的星等是-12.90，金星最亮时的星等是-4.89，木星最亮时的星等是-2.94，而天狼星A的星等是-1.47。也就是说，天狼星是除太阳、月球、金星和木星以外，全天空亮度排第五的天体。
需要强调的是，上面列出的各种天体的星等，其实是它们的“视星等”，也就是在地球上感受到的这些天体的星等。但视星等并不能反映各种天体的真实亮度。原因很简单：近处的天体看起来会比较亮，而远处的天体看起来会比较暗。
为了评估各种天体的真实亮度，天文学家们又提出了“绝对星等”的概念。绝对星等的定义是，把一个天体放在离地球10秒差距(1)远的地方后所观测到的星等。知道了一个天体的视星等以及它与地球之间的距离，就可以算出它的绝对星等。如果两个天体的绝对星等相差5，那么它们的真实亮度（也叫绝对亮度）就相差100倍。
虽然天狼星的视星等比太阳的大，但是它的绝对星等比太阳的小。因此，天狼星本质上比太阳更亮，其绝对亮度是太阳的25倍。
正是由于自身的绝对亮度比较大，再加上离地球的距离比较近，这才让天狼星成为夜空中最亮的星。
图2.3 弗里德里希·贝塞尔
由于天狼星特别明亮，人类早在古埃及时代就已经注意到它了。但到19世纪中叶，才有人发现天狼星并不是一颗单独的恒星，而是一个双星系统。这个人就是德国天文学家弗里德里希·贝塞尔（图2.3）。
贝塞尔的人生经历相当传奇。因为家道中落，他14岁辍学，跑到一家海运公司去当学徒。在那里，他开始自学航海学。不久之后，为了更好地测量地球的经度与纬度，他又开始自学天文学。
20岁那年，没受过正规教育、名不见经传的贝塞尔横空出世。他发表了一篇研究哈雷彗星运动轨道的论文，以高超的数学技巧，让计算彗星轨道的传统方法得到了极大的简化。这篇论文让他在天文学界声名鹊起。5年之后，他一步登天，成为柯尼斯堡天文台的首任台长。
换句话说，贝塞尔只用了11年的时间，就完成了一个失学少年到一个天文台台长的华丽蜕变。
言归正传。1844年，贝塞尔发现天狼星有一个诡异之处：它的实际位置与理论预言经常会出现一定的偏移，而且这个偏移还忽左忽右、飘忽不定。
这种状况与我们在太阳系之旅中讲过的人类发现海王星的情况非常相似。要想解释这种奇怪的现象，总共有两种思路：①假定牛顿的万有引力定律存在问题，并对它进行修改；②假设在那个行为诡异的天体旁边，还有一个以前没发现的天体。
贝塞尔选择了第二种思路。他推测天狼星并不是一颗单独的恒星，而是一个双星系统。这意味着，在明亮的天狼星旁边，还有一颗比较暗的伴星。为了便于理解，你可以把天狼星想象成一个翩翩起舞的人，正和一个不起眼的舞伴在互相旋转。
10多年后，贝塞尔的猜想得到了证实。1862年，一个名叫阿尔文·克拉克的美国商人，在调试自己公司新生产的一架望远镜的时候，非常意外地发现了天狼星的伴星。为了便于区分这一明一暗的两颗天狼星，人们就把那颗明亮的称为了天狼星A，而把那颗暗淡的称为了天狼星B。
最后再讲一个目前尚无定论的研究。早在19世纪末，就开始有人怀疑天狼星并不是一个双星系统，而是一个三星系统。换句话说，他们认为在天狼星A和天狼星B的周围，还有一颗质量更小、更昏暗的恒星。100多年过去了，这种怀疑并没有随风而逝。比如说，1995年就有人发表了一篇论文，宣称天狼星A的运动轨迹依然存在异常；要想解释这种异常，需要假设在天狼星A的周围还环绕着一个质量约为太阳质量6%的恒星。这篇论文后来被人找出了漏洞。目前天文学界的主流观点是，没有发现天狼星双星周围存在另一颗恒星的证据。所以天狼星是否拥有第三颗恒星，还需要未来进一步的探索。
我们已经介绍了天狼星的一些基本情况。2.2节，我们将更进一步介绍人类如何揭开恒星的演化之谜。