老人星

老人星（Canopus），拜耳编号为船底座α（拉丁化为Alpha Carinae），它的视星等为-0.74，是南天星座船底座最亮的恒星，也是夜空中第二亮的恒星，仅次于天狼星。它距离地球约310光年，绝对星等为-5.71，是太阳周围数百光年内光度最高的恒星之一。

老人星是全天的58颗导航星之一。导航星是天空中一系列最亮、最容易识别的恒星，它们在天文导航领域异常有用。老人星和另外两颗船底座的恒星（南船五和海石一）组成了天球最南端的导航星群。同时，它也是古南船座最亮的恒星，曾被命名为南船座α（Alpha Argus Navis，缩写为α Arg），直到南船座被拆分。

老人星位于遥远的南天星空，在赤纬-52° 41′ 44.38”处。这颗恒星对于大多数北方观察者来说是看不见的，因为在北纬 37° 18'以北的位置就无法看到到它。

简介

老人星是南天星座船底座中最亮的一颗呈青白色的A型亮巨星，中国南方可以看到它在近地平线处出现。光度为太阳光度的10700倍，质量为太阳的8倍。老人星半径约为太阳的71倍，绝对星等-5.71等。该恒星难以观测到，光度很难测定。20世纪测出其距地球196光年。经过依巴谷卫星测量其直径是太阳的70倍以上，距离310光年。老人星隶属于船底座，由于位置太偏南，在中国北部是观测不到的，只有在长江流域及以南的地方，才能在短暂的时段里在南天的低空看到它，因此人们称它为“南极老人星”“南极仙翁”。

老人星为青白色，亮度仅次于天狼星。中国南方可以看到它在近地平线处出现。老人星，大多数情况下则借指老年人。与天狼星的狼狈境遇相反，老人星在中国古人眼里永远是一颗吉星。老人星(船底座中的一等星，为天上第二明星)，是船底座中最亮的一颗星。据信它的英文名字(Canopus)得名自搭载希腊军队远征特洛伊城的船长。在太空时代之前，人类难以计算老人星的距离，因此曾推测它有1200光年之远。

老人星是700光年距离之内，发光能力最强大的一颗恒星。

光谱

20世纪之前，西方科学家对老人星的研究很少。1897年，它被赋予了F型光谱，这是对塞奇I型光谱分类的早期扩展，适用于那些氢线相对较弱而钙-K线相对较强的恒星。它在亨利·德雷珀星表中被列为F0型光谱的标准星，其光谱类型F0的氢线强度是A0型星的一半，钙-K线强度是Hδ的三倍。美国天文学家杰西·格林斯坦使用麦克唐纳天文台新建的奥托·斯特鲁维望远镜详细分析了恒星的光谱。在1942年的一篇论文中，他指出老人星的光谱以强而宽的氢谱线为主，还有碳、氮、氧、硫、铁和许多电离的金属吸收线。1966年，人造卫星双子座11号在紫外线下对其进行了研究，在紫外线光谱下得出老人星与F0型超巨星的表面温度一致，约为6,900K。这是那时老人星被认可的数据。

新西兰天文学家约翰·赫恩肖和 Krishna Desikachary更详细地研究了光谱，并于1982年发表了他们的结果。

当光度等级按照“摩根-肯那光谱分类法”分类时，老人星属于Iab型，表明它是一个中等光度的超巨星。这是基于某些对恒星光度敏感的光谱线的相对强度发现的。而在第五版的亮星星表中，它被分类为F0II型光谱，属于亮巨星的光度等级。巴耳末谱线（Balmer line）轮廓和氧气线强度表明了老人星的大小和光度。

当考虑恒星自转速度对谱线的影响时，老人星的摩根-肯那光谱类型被调整为A9II。其光谱主要由可见连续谱上的吸收线组成，但也检测到了一些发射线。例如，1966年首次观察到的钙-K线在强中心吸收线的每一侧都有较弱的发射翼。发射线轮廓通常与威尔逊-巴普效应所描述的恒星的光度相关，但就老人星而言，它们显示的光度远低于其他方法计算的光度。更详细的观测表明，发射线轮廓是可变的，这可能与恒星表面的谱斑面积有关。发射线也可以在其他谱线中发现，例如电离镁的H和K谱线。

物理特征

老人星光谱中的吸收线会以6.9天为一个周期轻微移动。该现象在1906年首次被检测到，这种多普勒效应的变化被归结为轨道运动。在那时甚至计算出了轨道，但老人星不存在这样的伴星，并且较小的径向速度变化是由恒星大气的运动造成的。它观测到的最大径向速度仅为0.7至1.6公里/秒。老人星还具有随同一周期变化的磁场，这是通过其谱线的塞曼分裂检测到的。老人星在微波的波长下很明亮，是少数可通过无线电波探测到的F型恒星之一。它的自转周期尚不清楚，但可能超过300天，测得的大致自转速度为9公里/秒。

1968年对老人星角直径进行的早期干涉测量给出的临边昏暗值为6.86 mas，接近公认的现代值：超长基线干涉测量法（VLBI）测得的老人星的角直径6.9mas。结合依巴谷卫星视差计算，老人星的半径是太阳的71倍。如果将它置于太阳系中心，它将吞没水星轨道之内90%的区域。它的光度是太阳的10,700倍，而它在赫罗图中相对于理论演化轨迹的位置表明它是质量是太阳的8.0±0.3倍。

老人星是一个X射线源，可能是由其日冕产生的，其日冕因磁力被加热到几百万开尔文。它的温度可能是由快速的旋转和穿过恒星外层的强对流共同激发的。软X射线日冕下发射的X射线比硬X射线日冕下发射的弱得多。而在英仙座α（天船三）等其他F型超巨星中也观测到了同样的现象。这种现象被认为是此类恒星的正常特性。

距离

在依巴谷卫星发射之前，人们对老人星的距离估计差异很大，从96光年到1200光年不等。较小的值是从视差测量（33 mas）得出的，较大的值源自于老人星绝对星等非常明亮的假设。

最终，依巴谷卫星将老人星与太阳系的距离确定为309.16光年（94.79秒差距）。这是基于2007年的视差测量值（10.43 ±0.53mas）而得到的。在95秒差距的距离上，老人星的星际消光程度较低，为0.26个星等。老人星太亮，无法包含在盖亚卫星的正常观测运行中，并且没有公开的盖亚视差。

当前，老人星正以20公里/秒的径向速度远离太阳。大约310万年前，它距离太阳最近，约为172光年（53秒差距）。老人星以24.5公里/秒的日心速度和0.065的低偏心率绕银河系运行。

演化

老人星的光谱表明，它已经耗尽了核心的氢并远离主序带演化。在主序带上，它作为一颗质量约为10倍太阳质量的蓝白色恒星度过了大约3000万年的时间。老人星在赫罗图中的位置表明它正处于氦燃烧阶段。它是一颗中等质量的恒星，在其核心简并之前已经离开了红巨星分支，现正处于蓝回绕（Blue Loop）阶段中。蓝回绕阶段的恒星演化模型表明，蓝回绕的长度受到恒星内部旋转和混合效应的强烈影响。由于不同质量恒星的演化轨迹在蓝回绕期间的重叠，因此很难确定一颗恒星是向更高的温度演化还是回到更低的温度。

老人星位于不稳定带较热的一侧，不像具有相似光度的造父变星那样脉动。然而，它的大气似乎确实不稳定，显示出强烈的对流迹象。

老人星的质量可能不足以使其聚变到铁并引发核心坍缩形成超新星。反之，它最终可能成为一颗氖氧白矮星。

文化意义

观测历史

在印度的吠陀文学，老人星与一位古老的圣人投山仙人有关（其他的圣人和大北斗相关联）。投山仙人这颗星传说是"水的安定剂"，它的升起和印度洋海水的平静相吻合。它被认为是梵天之子普拉斯提亚的孩子。

在古希腊和罗马人所在的大陆地区看不见老人星，但是在古埃及可以看见。因为在地平线之下，所以阿拉托斯没有记录下这颗星，而埃拉托斯特尼和托勒密在亚历山大观测，称它为"Kanōbos"。

印地安的纳瓦霍人称它为″Ma′ii Bizò′″。在西班牙特内里费岛关切人神话，老人星与女神查西拉西连结在一起。

内盖夫和西奈的贝都因人也知道这颗星，称为Suhayl，并且使用它和北极星做为夜间航海时的主要引导星。因为它会消失在地平线下，使它成为一个会改变的因素，而不会与在极圈内'坚定不移'的北极星遥遥相对着。它也有阿拉伯的名称：سهيل （Suhayl，波斯文为Soheil），是在7世纪的穆斯林科学家赋予的。

在中国称为南极老人星。尽管在中国唐代当时的首都长安看不到，老人星在敦煌星图中已经出现。中国天文学家一行在公元724年绘制的星图已经有老人星和更南方的恒星。不过，最先记录的应该是司马迁，他提到是在天狼星南方的相似天体。在中国传统天文系统里是位于井宿的老人星官里唯一肉眼可见的恒星。

对古老的波里尼西亚人，在太平洋的许多岛屿和环礁之间航行，明亮的恒星是很重要的。在地平线低处的时候，这些亮星充当了星际罗盘，协助水手们航行到特定的目的地。老人星是被称为Manu的这个星座南侧的翼梢，天狼星是这只"伟大的鸟"的身体，南河三则是北侧的翼梢；将波里尼西亚人的夜空划分成两个半球。夏威夷人称老人星为Ke Alii-o-kona-i-ka-lewa，意思是"南方广大区域的首领"，这是夏威夷和Ki前往南太平洋时使用的恒星之一。

新西兰的毛利人给老人星好几个不同的名字。Ariki（"高熊"），被称为一颗孤星，出现在东方时，会使人们哭泣和吟唱；他们也称它是Atutahi、Aotahi或Atuatahi、"Stand Alone"（独立）。它的孤独性显示它是禁制的恒星，而做为"禁制"的人往往是孤独的。它的出现表示"Maruaroa"季节的开始，预告冬天即将来临；光线朝向南方预告寒冷和潮湿的冬天，向北则预告一个温暖的冬天。它的出现也预告著食物将被提供。这个名字也与几个神话有关。其中一个故事讲述当森林和鸟之神编织银河时，老人星是如何的被留在篮子外面。另一个相关的神话则说老人星（Atutahi）是兰奇的第一个孩子，他拒绝进入银河，所以它在银河的一侧，并且比银河早升起来。在波里尼西亚的其它星座和恒星也用了这相同的名字。Kapae-poto、"Short horizon"，提到他在新西兰很少升起和被看见；Kauanga（"孤独者"）也是老人星的名字，但只有当它是日出前可以看见的最后一颗星时才会这样称呼。

非洲博茨瓦纳的茨瓦纳人称老人星为Naka。它在晚冬的时候出现在天空时，预示著越来越多的树木将失去叶子，还有越来越强劲的风。牧人知道是将绵羊和牲畜圈养起来的时候。南非波札曼的ǀXam说老人星和天狼星是白蚁和飞蚁出现的预兆。他们还认为明亮的恒星有能力造成死亡和不幸，他们会向老人星和天狼星祈祷，以乞求好运和获得技能。

在巴西马托格罗索州的卡拉帕罗人看老人星和南河三是Kofongo"鸭子"，北河二和与北河三代表它的手（翼）。这个星群的出现标志着雨季的来临和在节日招待客人用的主食，木薯的增产。

老人星标志的是传统南船座的船舵。英国探险家罗伯特·休斯在1592年于Tractatus de Globis的工作中，引起了欧洲的观测者对这颗星的注意，它与水委一和南门二这三颗都是一等星。他说："这是我在英国从未曾见过的，其中最亮的一颗是南船座的船舵，被称为Canopus（老人星）。第二颗（水委一）在波江座的尾端，第三颗（南门二）在半人马座的右脚上"。

命名

老人星的英文名字Canopus意为“斯巴达国王梅纳雷阿斯的航船导航者”，得名自搭载希腊军队远征特洛伊城的船长。“Canopus”这个名称有两个普遍的来源，都列在博物学家李察·艾伦（Richard Hinckley Allen）的著作《Star Names: Their Lore and Meaning》当中。其中一个是源自于特洛伊战争的神话，另一个则来自埃及科普特语的“Kahi Nub”，意为黄金地球。在靠近尼罗河河口的位置，有一个已经成为废墟的埃及港口以Canopus来命名，它位于尼罗河战争发生的所在地。

在阿拉伯语中，老人星被称为سهيل。古代波斯的天文学家与占星家则称老人星为Agasti，而波斯文学的动物寓言著作《五卷书》（Panchatantra）后来也被称为《The Lights of Canopus》或《Anvar-i-Suhaili》。

老人星是全天第二亮星，现代名为船底座α星。古人对它非常重视，遗憾的是，它的位置太偏南，在我国北部看不到，只有长江流域及以南的地方，才能在短暂的时段里在低低的南天看到它。正因为这样，人们也叫它“南极老人星”、“南极仙翁”，当然实际它离南极还很远。南方的朋友，每年在农历二月的晚上，找到位于正南方的天狼星之后，再向下找，在地平线上方就可以找到它。李白有诗句：“衡山苍苍入紫冥，下看南极老人星”，是指在南岳衡山上，就可以看见老人星了。与天狼星的狼狈境遇相反，老人星在中国古人眼里永远是一颗吉星。星占家认为，老人星的出现是天下太平的征兆，见到了这颗星，将国泰民安，所以诗人有“海内逢康日，天边见寿星”的句子。公元14000年左右，老人星将成为南极星。寿星即老人星，因主长寿，故又叫寿星。

在日本，老人星的形象“寿老人”，是象征吉兆的七福神之一。

相关诗词

泊松滋江亭

唐·杜甫

沙帽随鸥鸟，扁舟系此亭。江湖深更白，松竹远微青。

一柱全应近，高唐莫再经。今宵南极外，甘作老人星。

定风波令

宋·苏轼

见说贤人聚吴分，试问，也应傍有老人星。

武侯百年乩

民国·佚名易学家

老人星出现南方，纪念化为公正堂；

西南独立昙花现，飞虎潜龙势莫当。

相关传说

《真灵位业图》将“南极老人丹陵上真”列在太极左位。后因应中国民间流传，二星合而为一。寿星形象为一白发老翁，鹤发童颜，面目慈祥，所拄弯曲拐杖，必高过头顶。常被中国民间用作年画图案，是吉祥长寿的象征。

易学认为，老人星是寿星、吉星、福星。看到它，象征着天下太平，国泰民安，如意吉祥，对未来充满希望。

道教认为，南极仙翁会在某些时刻以降世的方式度化众人，带来吉祥。

可观测时间

中广网广州12月14日消息（记者郑澍 通讯员李建基）据广州五羊天象馆预告：如果夜空晴朗，十二月下旬广州乃至我国南方各地，都可观赏到少见的老人星。老人星是全天空第二亮星，它的亮度仅次于天狼星。

12月下旬的晚上，没有月光影响，我国南方各地十分适宜观看老人星。在广州，23时前后，仰望夜空，头顶可看到灿烂的猎户座，在猎户座的东南面，可目睹到全天空最明亮的天狼星。在天狼星的南面，可寻觅到一颗很亮的星星，那就是老人星。老人星位于南方的低空。在广州，老人星最大地平高度只有14度。因此，观察老人星，要选择视野开阔，灯光暗淡，南面没有遮挡物的环境才行。

老人星在天空的视位置：赤经6时24分，赤纬－52度42分，在南半球的上空。从理论上分析，在北半球北纬37度以北的地区，不能目睹到老人星。由于受大气清晰度和灯光等因素的影响，在北纬35度以南的地区，才有机会看到它。