2 恒星之河
我们在太空中的下一段旅程将从行星跳往恒星,视差测量法还可以继续发挥作用。但我们发现,哪怕最近的恒星离我们都太远太远,即使采用地球上相距最远的两个观察点(对跖点),我们也看不出这些星星相对于星空背景的视差位移。不过,要测量这么远的距离,我们还有别的办法。既然我们可以利用地球本身的尺寸测量地球公转轨道的大小,那又为什么不能利用公转轨道的尺寸来测量恒星的距离呢?换句话说,从地球轨道的两端观察,我们或许有可能看到至少部分恒星的相对位移。当然,这意味着我们需要等待半年才能完成两次观察,但这又有何不可呢?
抱着这样的想法,1838年,德国天文学家贝塞尔(Bessel)挑选了两个相隔半年的夜晚,试图比较夜空中恒星的相对位置。起初他的运气不太好,他挑选的星星离我们太远,哪怕从地球轨道的两端观察也看不出明显的视差位移。不过别着急,有一颗星星的位置和半年前似乎不太一样,它在天文学手册上的名字叫“天鹅座61”(天鹅座的第61颗暗星,见图110)。
半年后,这颗恒星回到了它原来的位置。所以贝塞尔观察到的位移的确来自视差,他也因此成为第一个用尺子度量太阳系外星空的人。
事实上,贝塞尔观察到的天鹅座61的视差位移非常非常小,它在一年内的最大值只有0.6角秒[118],这相当于你看到500英里外有一个人的时候双眼视线所成的角度——如果你真能看那么远的话!但天文设备的精度很高,就连这么小的角度也能准确测量。根据观察到的视差和已知的地球轨道半径,贝塞尔算出这颗恒星距离地球103,000,000,000,000千米,这相当于地日距离的690,000倍!你可能很难领会这个数到底有多大,我们不妨采用先前的比方,如果太阳是个南瓜,地球就是200英尺外绕着它旋转的一粒豌豆,而这颗恒星远在30,000英里之外!
描述非常远的距离时,天文学家习惯于将它换算成光以每秒300,000千米的速度走过这段路程所需要的时间。光只需要1/7秒就能绕地球一周,从地球跑到月亮也只需要1秒出头,去往太阳大约需要8分钟。天鹅座61是宇宙中离我们最近的邻居之一,这颗恒星发出的光大约需要11年才能抵达地球。如果这颗星星毁于一场宇宙浩劫,或者突然爆炸变成了一团大火球(恒星经常爆炸),我们也必须等到漫长的11年后才能看到它最后的光芒,这束光跨越漫长的恒星际空间,为我们带来宇宙中最新的消息:一颗恒星已经不复存在。
虽然我们看到的天鹅座61只是夜空中一个黯淡的小光点,但通过测量它和我们之间的距离,贝塞尔算出了一个惊人的结果:这颗恒星实际上是一个明亮的巨大天体,亮度仅次于辉煌的太阳,体积也只比太阳小30%。哥白尼提出的革命性理论第一次得到了直接的印证,他认为无垠的宇宙中散布着无数相距遥远的恒星,我们的太阳只不过是其中的一颗。
贝塞尔迈出第一步以后,天文学家又测量了其他很多恒星的视差位移。结果他们发现,有的恒星比天鹅座61离我们还近,其中最近的一颗是半人马座α(半人马座最亮的恒星),它和我们之间的距离只有4.3光年,亮度和尺寸与太阳相仿。大部分恒星离我们的距离比这远得多,现在看来,就算以地球公转轨道直径为光学基线也没法测量这么遥远的距离。
天文学家发现,不同恒星的尺寸和亮度差距悬殊。有的恒星个头特别大,也特别亮,例如300光年外的参宿四,它的体积大约相当于太阳的400倍,亮度是后者的3600倍;也有一些特别黯淡的小恒星,例如13光年外的范马南星,这颗星星比地球还小(直径只有地球的75%),亮度相当于太阳的万分之一。

