星座大觀園 大犬座 Canis Major ( 下 ) 文 / 張桂蘭 雙星 大犬座 Alpha 星 (α CMa) α 西名 Sirius 意為 狗星, 中名 天狼, 均與犬類有關 它不僅是大犬座最亮星, 也是全天空除日月行星之外的最亮星, 總亮度達 等, 不過天狼之所以這麼亮, 主要

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1 ( 下 ) 文 / 張桂蘭 雙星 大犬座 Alpha 星 (α CMa) α 西名 Sirius 意為 狗星, 中名 天狼, 均與犬類有關 它不僅是大犬座最亮星, 也是全天空除日月行星之外的最亮星, 總亮度達 等, 不過天狼之所以這麼亮, 主要是因為它離地球僅 8.6 光年之故, 如果將天狼與參宿七 老人星等放在同距離處, 則天狼還不若這些星明亮呢! 天狼為雙星系統, 軌道橢圓率 ( 偏心率 ) 高達 0.59, 所以兩星之間的距離差異變化很大, 從 8.2AU 至 31.5AU 不等, 相當於太陽到土星或天王星的距離, 而其互繞一周長達 50 年之久 整個天狼雙星以每秒 5.5 公里的速度接近太陽系中 ( 徑向速度或稱視線方向速度 ); 又由於距離很近的關係, 天狼星在天空中的位置改變量也很大, 赤經與赤緯自行量達每年 546 和 123 毫角秒, 在眾星之間算是比較大的了 主星 A 是光譜型 A0V 或 A1V 的白色主 序星, 視亮度 等, 質量約為太陽的 2 倍, 半徑約太陽的 1.7 倍, 表面溫度達 9,940K, 赤道自轉速度約每秒 16 公里, 比太陽的每秒 2 公里快許多, 天文學家估計它還是一顆很年輕的恆星, 僅約 2~3 億歲而已, 大約再過 10 億年左右, 天狼 A 就會因核心氫核融合反應原料用盡而開始步入紅巨星階段, 它最後也會演化成一顆白矮星 伴星 B 暱稱 小狼, 光譜型 DA2, 是全天第 2 顆確認的白矮星,0.98 倍太陽質量, 幾與太陽相當, 比典型的白矮星 0.5~0.6 倍太陽質量大許多, 是質量最大的白矮星之一, 但半徑卻只有太陽 0.84%( 約與地球相當 ), 表面溫度高達 25,200K; 它其實原來是質量比 A 還要大的藍白色恆星, 但因演化得比較快, 大約在 1.2 億年前因核心核融合反應停止, 逐漸膨脹變成紅巨星, 而後外大氣逐漸向外擴散, 核心部分則塌縮成白矮星, 估計再過 20 億年左右, 天狼 B 就會因殘餘的熱量逸散冷卻而變成黑矮星 天狼 B 的存在是透過主星 A 在天空中的自行軌跡週期性擺盪而知道的, 而後經由大型望遠鏡才直接拍攝到這顆僅 +8.4 等的伴星 西元 1793~1880 年間天狼星的位置變化 取自維基百科 哈伯太空望遠鏡拍攝的天狼雙星, 其中天狼 B 是左下角的小亮點 取自維基百科 45

2 1909 年時有天文學家通過天狼星在天空中的移動路徑判定天狼屬於大熊座移動星群, 這是個由約 220 顆恆星組成的群體, 在太空中有著近似的移動軌跡, 可能原本都屬於同一群疏散星團 但近年有其他天文學家提出駁斥證據, 認為天狼年齡比大熊座移動星群的其他恆星年輕一半以上, 所以天狼應屬於另一個由御夫座 β( 五車三 ) 北冕座 α( 貫索四 ) 巨爵座 β( 柳宿增十 ) 波江大犬 τ 是 NGC 2362 星團中最亮的一顆星. Adam Block/Mount 座 β( 玉井三 ) 巨蛇座 β( 天市右 Lemmon SkyCenter/University of Arizona 取自維基百科 垣五 ) 等數百顆恆星組成的 天狼超級疏散星團, 和畢宿星團 昴宿星團都離太陽不足 500 光年, 是距離最近的 3 個疏星核心的氫核融合反應可能已經停止, 正要開始散星團 步上紅巨星階段, 未來主星 A 可能會發生超新星 大犬座 Epsilon 星 (ε CMa) 在大犬後腿部位的 ε 與鄰近的另外 2 星組成的小三角形, 共有西名 Adhara, 是阿拉伯文中 處女 之意 中名 弧矢七, 屈原 九歌 東君 曾言 舉長矢兮射天狼, 蘇軾 江城子 中有 會挽雕弓如滿月, 西北望, 射天狼, 這裡的長矢 雕弓指的就是弧矢七在內的 9 顆星組成的弓和箭, 亦即井宿中的星官 弧矢 ε 雖然是第 5 個希臘字母, 但弧矢七卻是大犬座第 2 亮星, 總視亮度 等, 是全天 1 等星俱樂部的最末一員 這顆星目前距離約 430 光年, 但正以每秒 27.3 公里的速度遠離太陽系 ; 回推至約 470 萬年前, 弧矢七距離僅 34 光年, 使其視亮度達 等, 是當時的全天最亮恆星, 比現在的天狼還亮許多, 在此之前夜空中除行星外沒有過這麼亮的星, 在未來 500 萬年內也是一枝獨秀呢! 若把它放在天狼的位置, 那麼它將亮達 -7 等, 比金星還亮 15 倍以上 爆炸, 也可能是演變成很稀有的氖 - 氧白矮星 伴星 B 視亮度 +7.5 等, 光譜型可能為 A 或 F 的主序星, 與主星 A 互繞一周約需 7,500 年 它比主星 A 暗了 250 倍以上, 所以雖然距離 A 約 7.5 ( 相當於 900AU), 可是在一般業餘望遠鏡中很容 ε 易被 A 的光輝掩蓋而不得見, 但在大型望遠鏡中就能顯現其身影 大犬座 Tau 星 (τ CMa, 弧矢增六 ) 是 NGC 2362 疏散星團中最亮的成員, 視亮度 +4.4 等 τ 其實是多顆恆星組成的聚星系統 主星 A 本身是雙星, 兩星相距約 0.15, 互繞一周約 250 天 其中質量較大的 Aa 是顆 O9II 型藍超巨星, 質量高達太陽的 50 倍, 直徑卻只有太陽的 19.8 倍, 表面溫度高達 32,000K, 使其發出的總光度高達太陽的 28 萬倍, 相當可觀 ; 而這顆星本身屬於天琴座 β 型變星, 亮度在 至 等之間變化, 變光週期只有 1.28 天 這顆星是一對雙星 主星 A 視亮度 等, 是顆 B2II 型藍白色巨星, 質量達 12.6 倍太陽質量, 半徑則是太陽的 13.9 倍, 表面溫度高達 22,900K, 是目前已知全天最亮的極紫外輻射源, 也是太陽鄰近區域中將氫原子電離化的最強光子源, 天文學家藉此測定本地星際雲 (Local Interstellar Cloud) 的游離化程度, 在星際介質領域中具有很重要的地位 天文學家估計目前這顆 伴星 Ab 亮度 等, 後來發現它本身也是光譜雙星且為食雙星,Ab1 和 Ab2 質量均為 17.8 倍太陽質量, 處在主序階段, 光譜型應該都是 B 型 離 A 約 8.6 遠之處是 10 等的 B 星,14.2 遠處是 14 等的 C 星, 還有顆 8 等的 D 星在 85 遠之處, 在 2010 年才發現離 A 僅約 1 遠處還有顆 10 等的 E 星 這些全部都是 NGC 2362 的成員, 但它們彼此間有更緊密的物理關連, 然而對 B~E 這幾顆子 46 天文館期刊 2018 年 5 月

3 星的個別性質瞭解得還不夠多, 僅知 BCD 可能 也都是還在主序階段的 O 型熾熱恆星, 總和質量 達太陽的 80 倍, 總輻射量則達太陽的 50 萬倍 疏散星團 M41(NGC 2287) 就在天狼以南約 4 之處, 視直徑達 38 ( 比滿月視直徑還大一些 ), 總視亮度 +4.5 等, 非常適合利用小型雙筒望遠鏡欣賞, 在無光害且天氣晴朗 大氣透明度高的狀況下, 視力好的人可以直接用肉眼看到這團星星, 所以 1654 年時就已被義大利天文學家 Giovanni Battista Hodierna 發現並記錄, 而後才被梅西爾收錄進他的星表中 ; 有經驗的觀星者建議大約在放大倍率 30 時看到的 M41 景象是最棒的 天文學家估計其年齡約 1.9~2.4 億歲, 含有約 100 顆成員星, 其中最亮的一顆是星團中央的 +6.3 等的 K3II 型橘色巨星, 還有幾顆是紅巨星 M41 距離約 2,250 光年遠, 在此距離上, 整個星團的直徑相當於 25~26 光年 近年有研究指出 : 這個鬆散的疏散星團可能在 5 億年後就會瓦解, 成員星們各奔西東 NGC 2354 這個鬆散的疏散星團位在大犬 δ 和 τ 的中間, 在 δ 的東北邊約 1.3 度遠之處 距離估計差異頗大, 約 4,270 至 6,200 光年不等 總視亮度 +6.5 等, 但成員個別的亮度最亮只有 +9.1 等左右, 視直徑約 20, 適合利用雙筒望遠鏡進行觀賞, 雙筒中約可見其中 15 顆較亮的成員 NGC 2360(Caldwell 58,Caroline s Cluster, 卡洛琳的星團 ) 這個星團位在大犬 γ 以東約 3.5 度的地方, 是 1783 年 2 月 26 日由威廉 赫歇爾的妹妹卡洛琳 (Caroline Lucretia Herschel) 發現並記錄, 後來 1786 年才被威廉 赫歇爾收錄進他的 1000 個星雲星團表中, 因而暱稱為 卡洛琳的星團 距離約 3,700 光年, 總視亮度 +7.2 等, 視直徑約 13, 利用雙筒或口徑 10 公分左右的望遠鏡即可觀賞 M41 疏散星團. Wikisky NGC 2354 取自維基百科 NGC 2362(Tau Canis Majoris Cluster,Caldwell 64) 在大犬座臀部 δ 星以東約 3 度遠之處, 是包含大犬 τ 在內的疏散星團,4 等的 τ 是星團中最亮的成員星, 所以又稱為 大犬 τ 星團, 成員數多達數百顆 總視亮度 +4.1 等, 距離約 4,800 光年, 視直徑約 6~8, 用雙筒望遠鏡可以看到 τ 及其周圍的數十顆成員星, 用 10~15 公分望遠鏡觀賞更棒 ; 近年有業餘天文學家將之列為推薦給天文愛好者的最佳非梅西爾天體之一 天文學家估計這個星團的年齡相當年輕, 僅有 400~500 萬年而已, 總質量超過 500 倍太陽質量, 在已知的疏散星團中算是比較大的了 近年透過史匹哲太空望遠鏡 (Spitzer Space Telescope) 觀測資料, 天文學家發現氣體巨行星的成長速度非常快而有效率, 大約只需不到 500 萬年就可以成長茁壯, 和以前認為需要耗費 47

4 史匹哲太空望遠鏡以紅外波段拍攝的 NGC 2362 星 團和 Sh2-310 星雲 取自維基百科 NGC 2359 版權 : 取自維基百科 上億年才能長成的理論不同 若對著這個天區長時間曝光, 將可在星團周圍觀測到紅色發射星雲 Sh2-310, 根據近年研究, 這個星雲相當龐大, 距離與 NGC 2362 幾乎相同, 所以星雲星團兩者間必地定有某種關連, 或許 Sh2-310 是 NGC 2362 但升誕生後殘餘的物質所構成 星雲 NGC 2359(Sh2-298,Gum 4,Thor s Helmet 雷神索爾的頭盔 ) NGC 2359 是個發射星雲, 距離約 11,960 光年, 星雲直徑約 30 光年, 是由中央處一顆極高溫熾熱且質量龐大的沃夫 - 瑞葉星 (Wolf-Rayet star)wr7 所發出的強烈輻射和恆星風將周圍物質游離化而形成 這顆 WR7 可能已瀕臨即將發生超新星爆炸的邊緣 WR7 向外拋出的物質撞入周圍太空中的星際介質, 在碰撞的弓形震波前緣是星雲最明亮之處另編號為 NGC 2361; 而整個星雲外型如同電影中雷神索爾所戴的頭盔而有 雷神索爾的頭盔 這個暱稱 星雲向外擴張的速度各處不相同, 大概介在每秒 10 公里到 30 多公里左 右, 由此回推這個星雲大約是在距今 78,500 至 236,000 年前開始形成的 星系 大犬座矮星系 (Canis Major Dwarf Galaxy,CMa Dwarf) 是最靠近太陽系的銀河系衛星星系, 距離地球約 25,000 光年, 離銀河中心則約 42,000 光年 屬不規則星系, 但外型形狀偏橢圓, 天文學家估計這個星系裡大約僅有 10 億顆恆星, 且絕大部分都是紅巨星 但它亮度很低, 又被銀河系中的大量氣體塵埃和恆星遮蔽, 故而遲至 2003 年才發現它的存在 近年研究認為大犬座矮星系很可能是被我們銀河重力撕碎 吞噬後的星系殘骸, 而 NGC 1851 NGC 1904 和 NGC 2808 等球狀星團很可能原本都是這個矮星系的一部份 NGC 2207 和 IC 2163 這是一對所謂的 碰撞星系, 較大的 NGC 2207 亮度約 等, 另一較小的 IC 2163 約 等, 需使用口徑 20~25 公分以上的望遠鏡才比較容易觀察到 48 天文館期刊 2018 年 5 月

5 藝術家筆下想像的大犬座矮星系與銀河系相關位置圖. NASA 距離地球約 1 億 2500 萬光年遠, 兩個星系都是幾乎正面面對地球的螺旋星系, 但被彼此的潮汐力拉扯得有點變形 天文學家推測它們大約是在 4000 萬年前開始因太靠近而有重力交互作用, 觸發兩個星系內新恆星大量產生, 並隨後大質量恆星很快地演化至生命末期而發生超新星爆炸, 近幾十年來已經在 NGC 2207 中觀測到 3 起超新星爆炸事件, 包含 SN 1975A SN 1999ec 和 SN 2003H 不過兩個星系目前正在彼此遠離的階段, 否則比較小的 IC 2163 可能就會被 NGC 2207 吞併了 NGC 2207 和 IC ESO 張桂蘭 : 臺北市立天文科學教育館 49

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