中國星空藏匿了太多的祕密

華的城市燈光和漫天閃耀的星辰,是一對冤家——在城市燈光的包圍中,仰望銀河中的璀璨繁星逐漸成為了都市人的奢求。如何欣賞我們頭頂的星空美景,是一門古老而浪漫的學問,時至今日,我們又該去哪裡仰望中國天穹燦爛的星空呢?

中國星空藏匿了太多的秘密

星垂峰林秀,月湧灕江流:夜色的灕江映著桂林山水,也倒映著月色和繁星的光芒。這裡有著最具中國特色的山水,也有著獨特別緻的夜空,它們共同構成了最美的中國景色。攝影/周熠君

選編於《中國國家地理》撰文/王燕平

甘德,戰國時期的著名占星家。公元前364年的一天,甘德正仰望夜空,這天木星在天空中熠熠生輝。木星在古代被稱為“歲星”,它繞太陽轉一週,就意味著過了12年輪迴。那天的木星在甘德看來,似乎與往日有些不同,不但比平時顯得碩大明亮,它的旁邊似乎還有一絲紅光。甘德定睛觀瞧,隱約看見木星旁邊有一顆極為細小的紅色星,似乎像是木星的伴侶。那一天,他在自己的觀測日誌《歲星佔》中寫道:“歲星在子……其狀甚大有光,若有小赤星附於其側,視為同盟。”

甘德究竟看到了什麼?天文歷史專家席澤宗院士認為,當年甘德看到的就是木星最亮的衛星——木衛三。如果席澤宗的推斷正確,那麼木星衛星的第一發現者將不再是意大利人伽利略,而是早他將近兩千年的中國觀星者甘德。

星空是公平的,為何同樣重視天文的古希臘人沒有發現木星衛星?是因為古代中國的星空可以看到更多的星星,還是中國古人的視力奇佳?

中國星空藏匿了太多的秘密

琅臺:中國最早的觀星地天垂象,降吉凶,這是中國古人對於星空的理解。古人在哪裡觀星?歷代的帝王把天文臺當做自己權力的象徵,觀天而授歷,從而掌管了子民的衣食住行。現在有一種觀點,春秋時期古人的觀星之處,便是如今山東青島的琅臺,這也可能是中國最早的天文臺之一。攝影/周昆

古代觀星,行家看的是暗星

如果打開中國古星圖,這個問題或許可以得到解釋。當今世界上有兩大完整的星座體系。一個是從古巴比倫時期開始出現,在古希臘發揚光大,後來歷經古羅馬、古阿拉伯、文藝復興、工業革命、大航海時代而形成的西方88星座體系,也便是如今國際通用的星座體系。另一個是中國自上古時期出現,到漢代基本成形,之後延續傳承的中國三垣四象二十八星宿的星座體系,共有300多個星座。三垣,分別為天上的皇宮、行政機構和貿易市場,四象即為青龍、白虎、朱雀、玄武來指代四方,二十八星宿則是將四象各分為七部分,並分別用星座命名。

這兩種星座體系的發展幾乎完全獨立,因此如果對照來看,兩類星座風格迥異。西方星座形態清晰,以亮星為星座的基本骨架。而中國星座形態大多不以亮星為骨架,形態甚至星座的位置都顯得隨心所欲。在世界各民族星座之中,中國星座算是極為特殊的一例:那完全是用群星佈置成一幅波瀾壯闊的寫意畫,幾乎毫不在意每顆亮星的確切位置。中國古代占星家看重的不是亮星,而是那些暗星,只有暗星看起來才似有明滅晃動,才能增加星占上的說辭。

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太白金星:最亮的星

太陽剛剛降至地平線之下,燈火初上,暮光傾城。一鉤新月剛好掛在天空,新月左下方則是夜空中最為閃亮的星——金星。黃昏時它比太陽落得晚,名為長庚;若在黎明升起,金星就叫啟明星。大名鼎鼎的太白金星,說的其實也是它。即便如今城市燈光閃亮,我們仍能在晴朗的傍晚或者清晨看到這顆距離地球並不遙遠的耀眼行星。攝影/潘慧恩

中國古代占星者在天空中找到幾顆星串成半圓形的項鍊狀,命名為貫索。此星座在西方稱為北冕,意為皇冠;在中國民間被稱為八角琉璃井。而在中國古代占星家眼中,這個星座乃賤人之牢獄,也就是關押盜賊的地方。倘若貫索之中暗星多,則表示天下不寧;若是暗星少,則是天下太平。貫索之中的暗星,數量其實本無變化,看到的多和少,是這些星的明滅所致。

貫索之中的暗星閃爍,或者甘德發現木星旁邊的小紅星,這些記載的真偽在如今看來已不可判斷。古人究竟真的憑藉當時極佳的觀星環境得到發現,或僅是憑空臆想?如今要想驗證當年甘德的觀測是否靠譜實在有些困難。歷經幾千年,雖然宇宙中天體未曾發生大的改變,但中國的夜空在燈光掩映之下已經難現古時的燦爛。

1981年,北京天文館的工作人員在距京城百餘公里的河北省興隆縣,試圖驗證當年甘德所見。興隆觀測站是當時北京天文臺(後國家天文臺)最重要的觀測臺站之一,擁有當時國內頂尖的天文觀測設備,那裡的暗夜條件非常好,幾乎不受北京的燈光影響。據記載,那次試驗非常成功,沒有月光干擾,天氣條件極佳,而且恰逢木星距地球較近。參與實驗的人們相繼發現了木星旁邊的小紅星,也便是木星最為明亮的衛星——木衛三。這次實驗雖然不能直接證明當年甘德看到的就是木星衛星,但也證明了在夜空條件極其好的情況下,木星衛星是肉眼可見的。

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密雲觀測站:北京邊緣的觀星臺銀河,生活在北京城中的人已經有二十多年未曾見過。若想在最近處重溫銀河之美,需在晴朗的夏日驅車北行。北京遠郊密雲水庫邊的不老屯,就是京城觀星者的一片樂土,這裡有著天文觀測站,圖中的射電望遠鏡雖無法進行可見光的光學觀測,卻能夠通過接收天體的無線電信號來揭示星空中的異動。攝影/朱進

到了遠離京城的山頂,我們方可勉強看到古人在自家後院所看到的壯美星空。如果同樣在城市中,我們看到的星空與古時相比,差異又在何處呢?

一年之中,賞星的最佳季節當屬夏冬兩季。上古時期所流傳至今的民諺,關乎天文的主要有兩個,一個說的是冬季三星,也就是獵戶座腰帶上一字排開的三顆亮星;另一個是關於夏季銀河的,那便是牛郎與織女的傳說。如今在城市中,大多見得冬季三星,卻不見夏季銀河。看不到銀河,對於很多人來說,第一反應是抱怨汙濁的大氣掩蓋了星光,而實際上淹沒銀河星光的不是大氣汙染,而是城市的燈光。

要是將影響星光的種種條件按照嚴重與否進行排序,排在第一位的其實是天氣。例如2009年出現在長江流域的罕見日全食,因為可觀測地區的天空大多被雲層遮擋,讓很多觀測者最終無緣目睹。

除去陰雨等人類不可控的天氣因素,影響星空的最主要因素就是燈光了。由於傳統照明所用的高壓汞燈、白熾燈等顏色都略微偏紅,當我們用相機對著城市夜空進行長時間曝光後,底片上的天空往往是紅褐色調,這就是燈光賦予現代都市夜空的色彩。至於工業汙染、粉塵等大氣汙染物,它們本身對星光的遮擋作用非常有限,但是當光線強烈時,它們對光的散射作用會讓光汙染更加強烈。

觀星地圖:中國星空之美

四季的星空輪轉,讓我們領略到不同的天穹勝景。而中國之大,又給了我們不出國門就可以領略各式星空主題的機會。經度的差異造成了看到星空先後順序的不同:中國東部地區雖然光害嚴重,卻佔著觀測時間的先機;西部有著理想的觀察環境,星空燦爛。在不同的緯度,我們則可欣賞到不同的星空區域,北看北斗倒轉,南看海角星雲。

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春觀七星北斗七星分明,勺口所指的北極星與牧夫座的“大角”、室女座的“角宿一”在夜空中依稀勾畫出一道美麗的弧線。

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夏沐銀河銀河貫穿南北,三顆亮星圍繞著銀河展開:織女星、牛郎星分居銀河兩岸,另一顆亮星天津四與周圍幾顆星組成十字架狀的天鵝座,展翅面對銀河。向南望去,如鉤子狀的天蠍座星光璀璨,其中天蠍心臟處的紅色亮星“大火”尤為閃亮,“七月流火”說的就是它。

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秋望飛馬

秋季夜空稍顯寂寞,頭頂上四顆亮星組成一個巨大的四邊形“飛馬座”,從飛馬座向北望去有W形狀的仙后座。在夜空的東南邊,只有兩顆亮星容易看見,一顆是南魚座的“北落師門”,一顆是鯨魚座的“土司空”。

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冬射天狼冬季的中國有著最為華美的夜空:南邊的三星和周圍亮星組成獵戶座,獵戶座的左下方是全天最亮的恆星“天狼星”。在天頂,御夫座的五顆亮星與雙子座的兩顆亮星同樣閃耀奪目。

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兩廣參南鬥

銀河最明亮的地方在天蠍、人馬、半人馬星座附近,人馬座的南斗六星位置醒目。在接近北迴歸線的位置,還可以看到南十字座、鳳凰座、老人星等北方難以看到的星空。

仰望星空,何處是最佳觀景臺?

“美麗的星,是不眨眼的。她們就像美麗直率的姑娘,用火辣辣的眼神緊緊盯著你,讓你覺得她近得觸手可及。”這句話出自一位遊歷過世界各地的法國天文學家之口。

天空越暗,大氣透明度越好,繁星也便更加清晰。對於這兩點,很多地方都可以做到。但要看到“美麗而不眨眼的星星”,還需要極佳的大氣穩定度。

只有大氣湍流穩定,才能保證眼睛從望遠鏡中獲取清晰銳利的圖像。而望遠鏡視場中星象的穩定度,就是天文學家口中常說的“視寧度”。

世界上有兩個視寧度極佳的觀測點,一個是南極的冰穹A,一個是在美國夏威夷的莫納克亞山頂,這兩個地方的共通之處是周圍沒有複雜地形,而且海拔都在4000米以上。

在天文觀測中,海拔4000米意味著很多東西。在這個高度之上,低雲甚至中雲將落入腳下,大氣層中的主要湍流層也可以巧妙躲過。周圍沒有複雜地形,更意味著地形降雨的幾率大大降低。除了上述兩地,美國亞利桑那的基特峰、西班牙的卡拉爾峰、智利阿塔卡馬沙漠的拉希拉山以及安第斯山脈中的帕拉納山也都是世界聞名的觀星勝地,它們無一例外地位於四周平坦的高海拔地區。

中國同樣不缺乏觀星勝地,它們大多位於西部地區。我的家鄉在中國西北的新疆伊犁,小時候每次在雪後夜晚出門,便會看到繁星夜下一排排雪屋,屋頂炊煙縹緲,水霧與銀河的光芒交織糾纏。相對於東部而言,中國西部的星空受燈光侵擾要小許多,在新疆和內蒙古人跡罕至的沙漠或者草原上,黑夜就是黑夜,星空格外分明。

然而新疆與內蒙古的大部分地區對於苛刻的天文觀測來說,自然條件仍有缺陷:內蒙古的海拔不夠高,而且草原植被的蒸騰作用會對觀星產生影響。新疆沙漠地區由於晝夜溫差大,容易造成大氣穩定度不夠好;河谷地帶降水量較多,更對觀測不利。

說來說去,何處才是中國最佳的星空觀測區呢?從地理及氣候條件來看,西藏阿里、羌塘高原、可可西里以及帕米爾高原等地海拔高、降水量少而且視寧度穩定,在這些人跡罕至、燈光稀少的荒野,一組組不眨眼的星星構成了世界上最壯麗的星空。

中國的獨家星空——北看北斗倒轉,南看南天群星

全世界的人們都在一片星空下,然而每個地方的人看到的星空都有所不同。

我曾經到過內蒙古呼倫貝爾市的根河地區,到了夜晚,群星一泓而出,本來對星空了如指掌的我一下子沒了頭緒。夜晚觀星,第一步要找到北斗七星指向北極星判定方位,然後漫天的星座便可以一一識別。按說北斗七星應該位於北方,然而在根河那一夜,當我面北而立的時候,北斗卻不見了蹤影。待我仰頭望去,才發現北斗已過頭頂,甚至我要使勁仰到南邊才能看到北斗七星全貌。那一刻,北斗七星的樣子,在我眼中顛倒了過來。

不解之餘,我猛然想起了“霍去病倒看北斗”的故事。兩千多年前的漢代,22歲的霍去病奉命北征匈奴,他從代郡(今山西代縣)出兵北進千里,一路乘勝追擊。有一天,他在夜晚走出帳外北望北斗七星,吃驚地發現北斗七星高掛天頂,甚至一半多都跑到南邊去了,自己只能側身倒看。倒看了北斗的霍去病,那時已經抵達北海(今貝加爾湖),也就是來到了北緯55度的地方。

如今中國版圖最北端緯度為53度左右,根河的緯度在50度左右,因此在東北高緯度地區,特別是5、6月份,去中國的最北端同樣可以體會到“倒看北斗”的感覺。

與在東北看星截然不同,在兩廣地區觀星,享受的是銀河的盛宴。我也曾在廣西度過幾個夏夜,按照往年此時廣西的氣候,總是潮溼悶熱多雲多雨,即便遠離城市也看不到繁星。而在那個幸運的夏夜傍晚,雲朵居然完全隱去。

這個夜晚給我帶來的,又是一片讓我感到陌生的星空:天上的銀河從南邊升起,貫穿天穹後隱沒於北方,南邊那段銀河異常明亮,彷彿可以看見“河”中的激流險灘。在南邊銀河的左右兩岸各有一組特殊的星:一組形如勺子,彷彿北斗的翻版;另一組形如鉤子,好像誰正在往銀河中拋線垂釣。

形如勺子的星不是北斗,而是南斗六星。中國古人很喜歡在夜空中尋找“鬥”狀的星組,先找到了北斗七星(一說為九星),又找到了南邊的南斗六星。對於星佔來說,北斗主死,南鬥主生,曾有傳說,若想求壽,最好的辦法就是帶上美酒鹿肉,去拜訪南北斗二位神仙,慫恿他們修改生死簿。南北斗之後,人們又找到了東鬥三星和西鬥三星,不過因為只由三顆星組成,無論怎樣也不像“鬥”。在東南西北湊齊之後,古人還找到了中鬥,那是星空中的一塊貿易市場“天市垣”的中心,中鬥為市場的公平秤,秤斗居中,公道自在人心。

銀河之邊的另一組鉤子一樣的星是西方88星座中的天蠍座。這組形如鉤子的亮星,頗受海洋上島嶼民族的青睞:日本人視其為魚釣星,太平洋上的毛利人認為,他們居住的島嶼就是神用天上的這個鉤子從海中釣出來的。秦漢時期的中國人將天蠍座劃為天上的青龍之尾,在龍尾的末端,有一個由眾多小星組成的星團,其名為“魚”,可用來占卜一年之中的河水盈虧。

天穹之中,銀河橫跨南北。在我北方的家鄉,我看到的是銀河外圍的星光,而兩廣地區看到的卻是銀河中心附近的星光,光澤更加明亮。在兩廣地區還可以觀看到北方看不到的星座,其中最有名的,是南十字星座。在西方這個星座一直用來當作指向南極的標記,正如我們用北斗七星來標定北極星一樣。

南方的星空還不止於此。

三亞,海南最南端的城市,地理緯度約為北緯18度。需要無光汙染,需要風平浪靜,在三亞的海邊向南望去,運氣好時可瞥見海平面冒出的一團“白氣”。那就是麥哲倫在環球航行時發現的,全天最明顯的銀河外天體——大麥哲倫星系。三亞是中國除去南海島嶼,唯一能看到大麥哲倫星系的地方,如若我們有機會到西沙群島甚至南沙群島一帶去看星,便會發現在大麥哲倫星系之下還有“一團白氣”,那便是南方星空的小麥哲倫星系了。

中國星空藏匿了太多的秘密

劃過城市夜空的星光軌跡

和日月一樣,群星也在東昇西落。在廣東羅浮山上,攝影師用相機進行長時間曝光,記錄下繁星劃過天穹的光跡:珠三角地區燈火閃耀,空中星跡宛若年輪。拍攝這種照片往往需要一整夜的時間,運氣好或許還可以拍下幾顆流星。攝影/林詩

銘記於心的星空記憶

有些觀星者,喜歡在夜空中發現新的星體。

在烏魯木齊,一位朋友痴迷於觀星,並和同道之人一起在遠離城市燈光的南山菊花臺上建立了一個小天文臺。這個天文臺設備簡陋,但每種設備都有所專攻。就是使用這個天文臺中的設備,他們發現了夜空中的新星、超新星還有新彗星,並獲得了彗星的命名。然而面對如此的成績,我的那位朋友還向我抱怨,這個地方並不是他們理想的觀星之所。

南山菊花臺的觀星條件良好,然而他們不滿意的是菊花臺的地理經度。由於地球從西向東自轉,經度越靠東,就意味著太陽昇起越早,下落也就越早,這也意味著黑夜更早到來。對於在夜空發現新天體的人們來說,越早黑天,發現新東西的幾率就越大。事實也是如此。有好幾次新發現,都被日本朋友們搶了先——日本比新疆在經度上早了兩個多小時,經常是他們剛剛發現新東西,而日本人已經在舉杯慶賀了。我想他要是條件允許,也許早就會跑到更東邊的太平洋上去找星星。

這樣看來,在中國一方水土就有一片星空:北看北斗倒轉,南看南天群星,西邊有最好的觀察環境,東邊則有觀測時間上的優勢。

儘管有光的干擾,海拔也不夠高,但在中國中東部的各大城市周邊,仍不乏較為理想的觀星地,有時在一定的情景、心境之下,自然條件就顯得不那麼重要了。

每個熱愛繁星的人,心中都有著屬於自己的星空記憶。中科院國家天文臺光學天文研究部的總工程師姜曉軍告訴我,他心中的觀星勝地,排名第一位的是西藏阿里地區的札達土林,那裡佔盡了觀星的地利。排名第二的是渤海灣,這個有些出乎我的意料,他卻堅持認為他在渤海海面上的一次觀星,看到了海面與銀河相接的情景,天上的星系甚至它們在水中的倒影均纖毫畢現。談到他心中排名第三的地點,他給了我一個令我異常吃驚的答案:家中的陽臺上。燈光汙染是觀星的大忌,為何他將第三喜歡的觀星地點列為陽臺呢?那是他兒時最喜歡的觀星地點,回想那個燈光汙染不很嚴重的年代,他曾在陽臺上花了一晚時間,將群星盡覽。

我明白了,觀星在很多時候觀的並非星本身,而是一種天地人之間的感應。古時王勃觀星於南昌,放筆寫下“星分翼軫”;而極北地區的女真人,則喜歡凝望高高在上的昴星團。如今很多星空攝影師喜歡在商丘火神臺下拍攝天蠍座火紅的心宿二(此星又名大火),也喜歡在魁星樓下拍攝魁星高照,或者在海邊等待,將星空與夜捕的點點漁火拍進一張畫面。

中國星空藏匿了太多的秘密

貴州在建世界上最大的望遠鏡在貴州喀斯特山地中,即將建設中國也是世界最大的射電望遠鏡。在天文觀測中,望遠鏡口徑越大,意味著可以觀測到更遙遠、更闇弱的天體,也可以呈現更清晰的圖像。在此之前,世界上最大的望遠鏡是美國在波多黎各建設的阿雷西波望遠鏡,口徑超過300米。貴州的這個望遠鏡口徑達到500米,喀斯特地貌的天然凹陷為它提供了絕佳的安身之地,石灰岩地貌透水性良好,這裡的設備不必為雨水浸淹而擔心。供圖/中國科學院國家天文臺

文至結尾,我接到一位專注於星空攝影的朋友來電。寒冷的北京冬夜,他此時已在北京朝陽CBD高樓燈火間守候一夜,凍得瑟瑟發抖。他在拍攝這樣一幅畫面:隨著時間一分一秒過去,天上眾星斗轉星移,長時間曝光,可以記錄下一夜中星光畫出的軌跡。之所以選擇冬天,因為這是CBD唯一繁星閃爍的季節。

對於愛星者,或者旅者而言,每個人心中都有一卷中國的觀星地圖。這個地圖為個人私有,是無論誰都取不走的。


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