大熊座(综述)

                     

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   大熊座(Ursa Major),亦称 “巨熊座”,是位于北天的一座星座,其相关神话很可能可以追溯至史前时代。其拉丁名称意为 “较大的(或更大的)熊”,用以指代并区别于附近的小熊座(Ursa Minor)。$^{[2]}$ 在古代,大熊座是公元 2 世纪托勒密所列出的最初 48 个星座之一,其编制基础源自更早的希腊、埃及、巴比伦与亚述天文学家的研究成果。$^{[3]}$ 在现代被正式划定的 88 个星座中,大熊座按面积排名第三。

   大熊座最为人熟知的是由其七颗主星构成的星群,这一星群在不同文化中被称为 “大斗”“马车”“查理的车” 或 “犁” 等名称。尤其值得注意的是,“大斗” 的恒星排列形态在视觉上与 “小斗” 相呼应。其中的两颗恒星——天枢与天璇(分别为大熊座 $\alpha$ 星与 $\beta$ 星,Dubhe 与 Merak)——可作为导航指示星,用来指向当前的北极星,即位于小熊座中的北极星(Polaris)。

   大熊座及其所包含或交叠的星群在世界诸多文化中具有重要意义,常被视为 “北方” 的象征。阿拉斯加州旗帜上对大熊座的描绘,便是这一象征在现代的一个实例。

   在北半球的大多数地区,大熊座全年可见,并在中北纬度地区呈现为拱极星座。从南半球的温带纬度看,其主要星群不可见,但星座的南部区域仍可被观测到。

1. 特征

   大熊座覆盖约 1279.66 平方度,约占全天空的 3.10%,是第三大星座。$^{[4]}$ 1930 年,欧仁·德尔波特为其划定了国际天文学联合会(IAU)认可的正式星座边界,将其定义为一个由 28 条边组成的不规则多边形。在赤道坐标系中,该星座的赤经范围介于 $08^{\mathrm h}08.3^{\mathrm m}$ 至 $14^{\mathrm h}29.0^{\mathrm m}$ 之间,赤纬范围介于 $+28.30^\circ$ 至 $+73.14^\circ$ 之间。$^{[5]}$ 大熊座与八个星座相邻:北方与东北方为天龙座,东方为牧夫座,东与东南为猎犬座,东南为后发座,南方为狮子座与小狮座,西南为天猫座,西北为鹿豹座。国际天文学联合会于 1922 年采用其三字母缩写 “UMa”。$^{[5]}$

2. 特征

星群

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图 1:大熊座与北极星,以及北斗七星中明亮恒星的名称
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图 2:肉眼所见的大熊座星座

   大熊座中七颗明亮恒星的轮廓构成了一个星群,在美国和加拿大被称为 “北斗”(Big Dipper),而在英国则被称为 “犁”(Plough)$^{[6]}$,或在历史上称为 “查理之车”(Charles' Wain)$^{[7]}$。这七颗恒星中有六颗的视星等为二等或更亮,使其成为夜空中最为人熟知的恒星图案之一。$^{[8][9]}$ 正如这些常见名称所暗示的那样,其形状常被认为类似于一把勺子、一种农用犁具,或一辆马车。在大熊座的语境中,它们通常被绘制为巨熊的后躯与尾巴。从 “勺斗” 部分开始,沿顺时针方向(即天空中的东方方向)延伸至柄部,这些恒星依次为:

   除天枢与摇光之外,北斗七星中的其他恒星都具有指向人马座方向的共同自行运动。人们还识别出少数具有相同运动特征的其他恒星,它们共同被称为 “大熊座移动星群”(Ursa Major Moving Group)。

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图 3:大熊座与小熊座相对于北极星的位置关系

   天璇(Merak,大熊座 $\beta$ 星)与天枢(Dubhe,大熊座 $\alpha$ 星)被称为 “指极星”,因为它们有助于寻找北极星(亦称北辰星或极星)。通过目视从天璇指向天枢画一条直线(记为 1 个单位),并沿同一方向继续延伸 5 个单位,视线便会落在北极星上,从而准确指示真北方向。

   在阿拉伯文化中,还识别出另一组星群,被视为一只跳跃羚羊留下的三对足迹。$^{[13]}$ 这是一列位于星座南部边界的三对恒星。从东南至西南依次为:“第一次跳跃”,由 $\nu$ 与 $\xi$ 大熊座(分别为 Alula Borealis 与 Alula Australis)组成;“第二次跳跃”,由 $\lambda$ 与 $\mu$ 大熊座(Tania Borealis 与 Tania Australis)组成;以及 “第三次跳跃”,由 $\iota$ 与 $\kappa$ 大熊座(Talitha 与 Alkaphrah)组成。同一星群在中文中称为 “三台”$^{[13]}$,在印度传统中称为 Trivikrama$^{[14]}$,两者均意为 “三步”。

其他恒星

   W 大熊座是接触双星变星的一类原型,其视星等在 7.75 与 8.48 之间变化。

   47 大熊座是一颗类太阳恒星,拥有一个由三颗行星组成的系统。$^{[15]}$ 其中,47 大熊座 b 于 1996 年发现,其公转周期为 1078 天,质量为木星的 2.53 倍。$^{[16]}$47 大熊座 c 于 2001 年发现,其公转周期为 2391 天,质量为木星的 0.54 倍。$^{[17]}$47 大熊座 d 于 2010 年发现,其周期尚不确定,介于 8907 至 19097 天之间,质量为木星的 1.64 倍。$^{[18]}$ 该恒星的视星等为 5.0,距离地球约 46 光年。$^{[15]}$

   恒星 TYC~3429-697-1($9^{\mathrm h}40^{\mathrm m}44^{\mathrm s}$,$48^\circ14'2''$),位于 $\theta$ 大熊座以东、北斗以西南的位置,被认定为美国特拉华州的州星,并被非正式地称为 “特拉华钻石”。$^{[19]}$

深空天体

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图 4:旋涡星系

   大熊座中分布着多座明亮的星系,其中包括位于熊头上方的一对星系——梅西耶 81(M81,夜空中最明亮的星系之一)与梅西耶 82(M82),以及位于摇光(Alkaid)东北方向的旋涡星系(M101)。该星座中还包含旋涡星系梅西耶 108(M108)与梅西耶 109(M109)。明亮的行星状星云——猫头鹰星云(M97)则位于北斗斗身的底部附近。

   M81 是一座几乎正面对着地球的旋涡星系,距离地球约 1180 万光年。与大多数旋涡星系类似,它的核心由老年恒星构成,而旋臂中则充满年轻恒星与星云。M81 与 M82 同属距离本星系群最近的一个星系团。

   M82 是一座几乎侧向可见的星系,正与 M81 发生引力相互作用。它是夜空中最明亮的红外星系。$^{[20]}$2014 年 1 月 21 日,人们在 M82 中观测到了一次视星等显著的 Ia 型超新星 SN~2014J。$^{[21]}$

   M97,又称猫头鹰星云,是一座距离地球约 1630 光年的行星状星云,其视星等约为 10。它于 1781 年由皮埃尔·梅尚发现。$^{[22]}$

   M101,又称旋涡星系,是一座正面对地球的旋涡星系,距离约 2500 万光年,由皮埃尔·梅尚于 1781 年发现。其旋臂中存在大规模恒星形成区域,并伴随强烈的紫外辐射。$^{[20]}$ 该星系的综合视星等为 7.5,可通过双筒望远镜或天文望远镜观测,但肉眼不可见。$^{[23]}$

   NGC~2787 是一座距离约 2400 万光年的透镜状星系。与多数同类星系不同的是,它在中心具有明显的棒状结构,并且拥有一个由球状星团构成的晕,表明其具有较高的年龄与相对稳定性。$^{[20]}$

   NGC~2950 是一座透镜状星系,距离地球约 6000 万光年。

   NGC~3000 是一对双星,但在星表中被编入星云型天体。

   NGC~3079 是一座位于约 5200 万光年之外的星暴旋涡星系。其中心存在一个马蹄形结构,暗示着超大质量黑洞的存在,该结构由黑洞产生的超风所形成。$^{[20]}$

   NGC~3310 是另一座星暴旋涡星系,距离地球约 5000 万光年。其明亮的白色外观源于异常旺盛的恒星形成速率,这一过程始于约一亿年前的一次星系并合。对该星系及其他星暴星系的研究表明,其星暴阶段可持续数亿年,远长于以往的假设。$^{[20]}$

   NGC~4013 是一座侧向可见的旋涡星系,距离地球约 5500 万光年。它具有显著的尘埃带,并包含多个清晰可见的恒星形成区域。$^{[20]}$

   I~Zwicky~18 是一座年轻的矮星系,距离地球约 4500 万光年。作为可见宇宙中已知最年轻的星系,I~Zwicky~18 的年龄约为 400 万年,仅为太阳系年龄的约千分之一。它内部充满恒星形成区,以极高的速率生成大量炽热、年轻的蓝色恒星。$^{[20]}$

   哈勃深场(Hubble Deep Field)位于大熊座 $\delta$ 星的东北方向。

流星雨

   $\alpha$ 大熊座流星雨(Alpha Ursae Majorids)是该星座中的一场较小型流星雨。$^{[24]}$ 它们可能由彗星 C/1992~W1(Ohshita)所引发。$^{[24][25]}$

   $\kappa$ 大熊座流星雨(Kappa Ursae Majorids)是一场新近发现的流星雨,其极大期位于 11 月 1 日至 11 月 10 日之间。$^{[26]}$

   10 月大熊座流星雨(October Ursae Majorids)于 2006 年由日本研究人员发现。它们可能由一颗长周期彗星所致。$^{[27]}$ 该流星雨的极大期介于 10 月 12 日至 10 月 19 日之间。$^{[28]}$

系外行星

   HD~80606 是一颗类太阳恒星,位于一个双星系统中,与其伴星 HD~80607 围绕共同的质心运行,两者的平均间距约为 1200~AU。2003 年的研究表明,其唯一已知行星 HD~80606~b 是一颗未来的 “热木星”,模型显示它最初在距离其母星约 5~AU、且轨道几乎垂直的轨道上演化而来。该行星质量约为木星的 4 倍,预计最终会在 Kozai 机制作用下演化为一条更加圆形、且与恒星自转轴更为对齐的轨道。然而在当前阶段,它仍处于一条极端高偏心率的轨道上,其远日点距离约为 1 个天文单位,而近日点则仅约为 6 个恒星半径。$^{[29]}$

3. 历史

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图 5:约 1700 年刻于石上的大熊座,地点为苏格兰法夫郡克雷尔(Crail)

   大熊座已被重建为一个印欧语系的星座。$^{[30]}$ 它是公元 2 世纪天文学家托勒密在其《天文学大成》(Almagest)中所列出的 48 个星座之一,托勒密将其称为 Arktos Megale(“大熊”)。$^{[a]}$

4. 神话

   大熊座这一星座被多个彼此关联的文明视为一只熊,通常是雌熊。$^{[32][33]}$ 这可能源于一个共同的口述传统,即 “宇宙狩猎” 神话,其历史可追溯至一万三千年以上。$^{[34]}$ 朱利安·迪伊(Julien d'Huy)利用统计学与系统发生学工具,重建了该故事的旧石器时代版本:“有一种动物,是一种有角的食草动物,尤其是麋鹿。一名人类追逐这只偶蹄动物。狩猎通向天空或发生在天空中。当该动物被转化为星座时,它仍然是活着的。它形成了北斗七星。”$^{[35]}$

阿拉伯民间传统

   尽管伊斯兰教出现之前的阿拉伯人将更大的星座——大熊座——识别为一只熊,这或许受到了希腊文化的影响,但他们在传统上始终将北斗七星与小熊座视为一对对应之物。二者都被想象为送葬队伍,其中 “斗” 的部分被视为灵柩,而 “柄” 则是随行的哀悼者队列。北斗七星被称为 banāt an-naʿsh al-kubrā,字面意为 “灵柩的年长女儿们”。然而这里的 “女儿” 指的是隶属于灵柩之物,即哀悼者,因此更恰当的译法是 “较大的送葬队伍”,而小熊座则被称为 “较小的送葬队伍”。另有一种传说认为,灵柩上躺着的是队伍中众人的父亲,他名叫 Naʿash,被 Al-judayy(北极星的阿拉伯名称)所杀,而这支送葬队伍正是在追逐凶手。$^{[36]}$

希腊—罗马传统

   在希腊神话中,宙斯(诸神之王,在罗马神话中称为朱庇特)爱慕一位名叫卡利斯托(Callisto)的年轻女子,她是阿耳忒弥斯的宁芙(罗马人称其为狄安娜)。宙斯嫉妒的妻子赫拉(罗马神话中的朱诺)发现卡利斯托因被宙斯强暴而生下了儿子阿耳卡斯(Arcas),于是将卡利斯托变成一只熊作为惩罚。$^{[37]}$ 处于熊形态的卡利斯托后来与她的儿子阿耳卡斯相遇,阿耳卡斯几乎将这只熊刺杀。为了避免悲剧发生,宙斯将二人一同送上天空,使卡利斯托化为大熊座,而阿耳卡斯化为牧夫座。奥维德称大熊座为 “帕拉西亚之熊”(Parrhasian Bear),因为卡利斯托来自阿卡迪亚的帕拉西亚地区,该神话正发生于此。$^{[38]}$

   希腊诗人阿拉托斯将该星座称为 Helikē(意为 “旋转” 或 “缠绕”),因为它围绕天极旋转。《奥德赛》中指出,它是唯一一个永不沉入地平线之下、并且 “沐浴在大洋波涛之中” 的星座,因此常被用作导航的天球参照物。$^{[39]}$ 它还被称为 “车”(Wain)或 “Plaustrum”,这是一个拉丁词,指由马牵引的货车。$^{[40]}$

印度教传统

   在印度教中,对大熊座/北斗七星/巨熊座的最早记载被称为 “七仙人”(Saptarshi),其中每一颗恒星分别代表一位七仙人(Rishi),即:婆利古(Bhrigu)、阿特里(Atri)、安吉拉斯(Angiras)、婆悉吒(Vasishtha)、普拉斯提亚(Pulastya)、普拉哈(Pulaha)与克拉图(Kratu)。这一记载见于《梨俱吠陀》(约公元前 1500—1200 年),该文献是人类已知最古老的文本之一。

   古印度文献中的相关记载包括:

  1. 《梨俱吠陀》(第一曼荼罗,第 24 赞歌,第 10 节),在宇宙秩序与天体意义的语境中提及七仙人。
  2. 《摩诃婆罗多》(约公元前 400 年至公元 400 年),论及 “七仙人星群”(Saptarishi Mandal)作为航行与指引的恒星。
  3. 《往世书》(如《毗湿奴往世书》《梵天卵往世书》等),将七仙人描述为掌握宇宙智慧的神圣贤者。

   至于小熊座,其并未在早期吠陀文献中被明确提及,但在后来的天文学著作中得到了确认,例如:

  1. 《吠檀伽天文书》(Vedanga Jyotisha,约公元前 1400—1200 年)
  2. 《苏利耶悉檀多》(Surya Siddhanta,约公元 4 世纪)

   关于大熊座前方两颗恒星指向北极星的事实,被解释为毗湿奴赐予少年圣者德鲁瓦(Dhruva)的恩典。$^{[41]}$

   因此,《梨俱吠陀》构成了关于大熊座的最早文字记载,而小熊座则是在后期天文学传统中逐渐获得重要地位。

在犹太教与基督教中

   大熊座可能在《圣经·约伯记》中被提及,该书成书时间一般认为介于公元前 7 世纪至公元前 4 世纪之间,但这一对应关系常存在争议。$^{[42]}$

东亚传统

   在中国与日本,北斗七星被称为 “北斗”(中文:běidǒu,日文:hokuto)。在古代,七颗恒星各自都有专名,多源自中国古代星名体系:

   在神道教中,大熊座中最亮的七颗恒星隶属于天之御中主神(Ame-no-Minakanushi),被视为最古老且最具力量的神祇。

   在韩国,该星座被称为 “北方七星”。相关神话讲述了一位寡妇与其七个儿子的故事:寡妇爱上一位鳏夫,但通往其住所需横渡一条河流。七个儿子体恤母亲,在河中放置踏石。母亲并不知情,却为这些踏石祝福;待七个儿子去世后,他们化为天上的星座。

美洲原住民传统

   易洛魁人将玉衡(Alioth)、开阳(Mizar)与摇光(Alkaid)视为三名猎人,正在追逐巨熊。按照其中一种神话版本,第一位猎人(玉衡)手持弓箭,准备射杀巨熊;第二位猎人(开阳)肩扛一口大锅——即其伴星辅星(Alcor)——用于烹煮猎物;第三位猎人(摇光)则拖拽着一捆柴火,用以在锅下生火。

   拉科塔人称该星座为 Wičhákhiyuhapi,意为 “巨熊”。

   根据托马斯·莫顿在《新英格兰迦南》中的记载,万帕诺亚格人(阿尔冈昆语族)将大熊座称为 “maske”,意为 “熊”。$^{[45]}$

   瓦斯科—威什拉姆族原住民则将该星座解释为五只狼与两只熊,它们被郊狼神留在了天空中。$^{[46]}$

日耳曼传统

   在北欧异教传统中,北斗七星被称为 Óðins vagn,即 “奥丁之车”。同样地,奥丁在诗性称谓(Kennings)中也被称为 vagna verr(“车之守护者”)或 vagna rúni(“车之密友”)。$^{[47]}$

乌拉尔语系传统

   在芬兰语中,这一星群有时以其古老的芬兰名称 Otava 被称呼。该名称在现代芬兰语中的含义几乎已经被遗忘,其原意是 “鲑鱼拦网”。古代芬兰人认为,熊(Ursus arctos)是被装在金篮中从大熊座降到地上的;当一头熊被猎杀后,人们会将熊头放置在树上,以便让熊的灵魂返回大熊座。

   在北欧的萨米语中,这一星座的一部分(即北斗七星去除天枢与天璇)被视为伟大猎人 Fávdna 的弓(猎人对应的恒星为大角星 Arcturus)。在主要的萨米语言——北萨米语中,它被称为 Fávdnadávgi(“Fávdna 之弓”),或简称为 dávggát(“弓”)。这一星座在萨米族国歌中占据重要地位,歌词开头为 Guhkkin davvin dávggaid vuolde sabmá suolggai Sámieanan,其意为 “在遥远的北方,在弓之下,萨米之地缓缓显现”。“弓” 在萨米族关于夜空的传统叙事中具有核心意义,其中多位猎人试图追逐 Sarva——巨大的驯鹿星座,它几乎占据了半个天空。根据传说,Fávdna 每晚都准备拉弓射击,但他迟疑不决,因为他可能会击中被称为 Boahji(“铆钉”)的北极星(Stella Polaris),这将导致天空崩塌并终结世界。$^{[48]}$

东南亚传统

   在缅甸语中,Pucwan Tārā(ပုဇွန် တာရာ,[bəzʊ̀ɴ tàjà])是一个由大熊座头部与前肢恒星组成的星座名称;pucwan(ပုဇွန်)是对甲壳类动物的统称,如对虾、虾、蟹、龙虾等。

   在爪哇语中,该星座被称为 “lintang jong”,意为 “舢板星座”;在马来语中则被称为 “bintang jong”。$^{[49]}$

神秘学传统

   在神智学(Theosophy)中,人们相信昴宿星团的七颗星将来自银河洛格斯(Galactic Logos)的七道灵性能量汇聚并传导至大熊座的七颗恒星,再传至天狼星,随后传至太阳,再到地球之神(Sanat Kumara),最终通过七道光线的七位大师传递给人类。$^{[50]}$

5. 在文化中

   大熊座曾被荷马、斯宾塞、莎士比亚、丁尼生等诗人提及,也出现在费德里科·加西亚·洛尔迦的《献给月亮之歌》中。$^{[51]}$ 古代芬兰诗歌同样提到这一星座,它还出现在文森特·梵高的绘画作品《罗讷河上的星夜》中。$^{[52][53]}$

6. 图形可视化

   在欧洲的星图中,这一星座通常被描绘为:北斗七星中构成 “斗” 的四颗星形成熊的身体,而由其余三星构成的 “柄” 则被画成一条修长的尾巴。然而,熊并没有长尾巴,因此犹太天文学家将五帝座一(Alioth)、开阳(Mizar)和摇光(Alkaid)视为跟随母熊的三只幼熊;而在美洲原住民的观念中,这三颗星则被看作是三名猎人。

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图 6:H.~A.~Rey 为大熊座提出的另一种星群构想,可以认为赋予了其类似北极熊那样更长的头部与颈部,如这张从左侧拍摄的照片所示。

   著名儿童读物作家 H.~A.~Rey 在其 1952 年出版的著作《The Stars: A New Way to See Them》(ISBN 0-395-24830-2)中,对大熊座提出了一种不同的星群想象方式。在他的构想中,“熊” 的形象被重新定向:以摇光(Alkaid)作为熊鼻子的尖端,而北斗七星的 “柄” 部分则构成了熊头顶部与颈部的轮廓,并向后延伸至肩部,从而使其整体形态更接近具有较长头部和颈部的北极熊。

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图 7

   大熊座还被描绘为 “星犁”(Starry Plough):这是爱尔兰工党旗帜的象征,由詹姆斯·康诺利于 1916 年为爱尔兰公民军所采用,旗面为蓝底,其上绘有该星座;它也出现在美国阿拉斯加州州旗上,以及瑞典贝尔纳多特王朝纹章的一种变体中。西班牙马德里自治区旗帜上红底的七颗星,可能象征 “犁” 这一星群(或小熊座)。同样的解释也适用于西班牙首都马德里市徽章中蓝色饰边(bordure azure)上描绘的七颗星。

7. 另见

8. 注释

   a.托勒密以希腊语将该星座命名为 Ἄρκτος μεγάλη(Arktos Megale,意为 “大熊”)。小熊座则被称为 Ἄρκτος μικρά(Arktos Mikra)。

9. 参考文献

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   参考书目

10. 延伸阅读

11. 外部链接


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