在離開非洲西海岸1800千米的南大西洋中大約西經10°,南緯16°的萬頃碧波中,有一個名聲顯赫的火山島——聖赫勒拿島。1502年時它首先為葡萄牙軍隊占領,後來易手為荷蘭人管轄,1659年至今屬於英聯邦的範圍。
這個麵積僅隻120多平方千米的小島之所以舉世聞名,是因為它是拿破侖兵敗之後的放逐地。1821年,拿破侖在這個島上絕望地結束了自己的一生。
聖赫勒拿島在天文學領域也是一個值得一提的小島。在17世紀前,所有的天文知識都囿於北半天球。1676年11月,剛滿20歲的英國大學生——哈雷,在巴黎天文台台長卡西尼的鼓勵下,躊躇滿誌地登上了英國東印度公司的一艘海輪,來到了這個荒島。他帶著一架焦距為7.3米的折射望遠鏡和其他一些天文儀器,在那兒建立了一個臨時性的天文台,這是人類科學史上第一個位於南半球的天文台。哈雷通過一年的觀測,使天文學家第一次了解了所有恒星。1678年哈雷回到英國,發表了他的觀測結果,並編出了一本包括381顆恒星的星表,使人們對這位青年肅然起敬,並稱他為“南天的第穀”。
1718年,哈雷在完成了一係列重大發現之後,又繼續研究星表。他把自己測出的一些恒星位置與古希臘的星表進行比較,發現不少恒星的相對位置有了改變,而且改變的方向和大小漫無規律。他在疑惑之餘又與一個世紀前觀測大師第穀的結果進行了對比,發現三者都不完全相同,但他與第穀的差別極微。哈雷經過仔細研究,終於大膽提出了“恒星不恒”的觀點——恒星有其“自行”的規律,它們在天球上的位置是移動著的,而且年代越長,移動的角距離越大。
飛機的“自行”比小鳥慢得多
自行是恒星在垂直視線方向上的“橫向”運動,科學地講是切線方向,故稱切向。很明顯,人們見到的恒星切向運動不僅與這星的切向速度有關(速度越快,移動越大),也與這顆星與觀測者之間的距離關係極大。一架飛翔在高空的飛機,盡管時速可達幾百、上千千米,但在人們眼裏,它的切向移動還不如小鳥快,所以自行又與恒星的距離成反比。
正是因為這個原因,恒星的自行都是十分微小的——一般都小於0.1""/年,這相當於它們10年移動的角度僅僅與6千米外的一張5角錢普通郵票相當!難怪在哈雷以前誰也沒有想到過恒星竟然是“不恒”的!
測定恒星的自行是不容易的,常常要與100年(至少50年)前的底片比較——而這種底片卻是不多的,因為照相術從發明到運用於天文,至今不過140多年的時間。經過天文學家的艱苦努力,人們現在已經有了40多萬顆恒星的自行數據。在現階段,這似乎也到了“盡頭”,因為更加遙遠的天體其自行已小得微乎其微,超出了儀器的能力。在已知自行的恒星中,有千分之一即400顆,其自行在1″/年左右。但是也有個別的恒星自行很大,達10.31″/年,這就是位於蛇夫座內的巴納德星。它是一顆肉眼看不見的10等星,也是離太陽第四近的恒星。它之所以能奪冠,“近水樓台”就是一個重要的因素。自行的亞軍是位於南天繪架座內的卡普坦星,它的自行值是8.8″/年,這顆星離太陽3.9秒差距。
必須指出的是,自行與真正的切向速度之間不能劃等號。例如,冠軍巴納德星的切向速度是每秒85千米,而亞軍卡普坦星的實際速度幾乎是其2倍——每秒163千米。
相對於人的一生,恒星自行的影響一般可不予考慮,但是從日積月累的、曆史的角度來考察,卻是驚人的。以北鬥七星為例,它在10萬年之前與10萬年之後的形狀就不大一樣。如果當年北京猿人也畫下他們所見的星圖,相信到現在誰也無法辨認了。
由此可見,所謂“星座”,實在是人為的“拉郎配”,它們並不是一個什麼係統。星座中各個恒星的半徑、質量、運動和離太陽的距離,都是“獨立自主”、各不相幹的。