大家知道,天空中的星体,除去太阳、月亮和金、木、水、火、土五颗行星外,它们在天空的相对位置都不变化,所以古人称它们为恒星。也正是因为恒星间的相对位置不变,它们才能形成固定的星座。
实际上,肉眼所见的恒星,都是银河系中的星体,都在一刻不停地围绕银河系的中心转动。不过这些恒星都离我们太远了,最近的也距离我们4光年以上,也就是说光从那里走到地球需要4年以上的时间。由于它们离我们太远,所以我们不可能在较短的时间内察觉到它们的位置变化。想要明显看出它们位置的变化,一般要几万年才行。
图2-5给出了北斗七星现在以及十万年前和十万年后的相对位置。如果今天让一位天文学家冬眠,十万年后再让他苏醒过来,恐怕他那时要辨认出天上群星的名字就非常困难了。
图2-5 北斗七星在天空中位置的变化
不过,天狼星离我们比较近,大约9光年。由于它离我们近,所以它的位置变化就比较容易发现。天文学家在1834年就发现它在绕一个小圆圈作周期运动。它为什么要转圈呢?
当时的物理学家已经知道万有引力定律,那必定是因为天狼星还存在一个看不见的伴星,它们两个在围绕共同的质心转动。有人打了一个比方说,这就像一对青年男女在跳舞,男孩子穿一身黑礼服,女孩子穿一身白色纱裙。当灯光暗下来的时候,人们就看不见那个男孩子了,只看见一个女孩子在转圈。她为什么转呢?因为有个东西在吸引着她。
28年后,天狼星的这颗伴星被观测到了,称它为天狼B星,而天狼星本身则称为天狼A星(图2-6)。它们组成一个有两个太阳的太阳系——双星系。实际上,像我们的太阳系这样只有一个太阳的太阳系是少数,大多数太阳系都有两个以上的太阳。有两个太阳的称为双星,有多个太阳的称为聚星。
图2-6 天狼A星与B星
天狼B星个子很小,发白光,温度约2万度。令人惊讶的是它的密度极高,大约为每立方厘米2.5吨。我们的太阳系中不存在这样的物质,地球上密度最大的物质也不过每立方厘米几十克。天文学家们觉得天狼B星的密度太惊人,简直不可思议!
经过一段时间的研究,人们逐渐明白了,构成天狼B星的是一种特殊物质。