★每周一天體，每週一帶你探索一個天體的故事★ 2021年9月6日 閱讀更多★每周一天體★系列
#北落師門 Fomalhaut
**類 型：三合星
位 置：南魚座 （α PsA）
視星等：1.16
視 差：129.81 mas
光 譜：A4V **
隨著9月來到，雖然天氣還是非常炎熱，但北半球的秋季已經悄悄的揭開序幕，夜空的舞台也漸漸換人主演。秋天的夜沉靜多了，全天21顆一等以上的亮星，只有一顆主宰秋季夜空，他就是今天的主角：閃耀於南天的北落師門！
北落師門，NASA/ESA/Digitized Sky Survey 2/Davide De Martin
###長安的門戶
在關注北落師門的一開始大概就會有個疑問：這顆南天的星星，在黃河流域附近甚至是最南邊可見的一等星，怎麼會有北這個字在他的名字裡呢？mikeleon的這篇介紹對此有所分析，原文如下：
南魚座α星是秋季南方天空最亮但卻孤立的一顆明亮星星，它的中國古代星名為“北落師門”，這四個字是什麼意思呢？
從“史記卷二十七 天官書 第五”可查到：
“其南有眾星，曰羽林天軍。軍西為壘，或曰鉞。旁有一大星為北落。”
正義：“北落師門一星，在羽林西南，天軍之門也，長安城北落門，以象此也。”
史記的天官書可說是綜合了中國商周時期的各家星經（甘德、石氏、巫咸 等）因此命名“北落師門”的年代應該在西漢之前，但是從“史記卷八 第八 高祖本記”
索隱按：漢儀注高祖六年，更名咸陽曰長安
劉邦改秦咸陽之名為長安，長安之地名自西元前201年始。長安之名源於秦朝咸陽一村名，也就是說西漢之前並無長安城，所以北落師門之名應早於長安城北落門，就“史記卷二十七 天官書 第五”之注解：
正義：“北落師門一星，在羽林西南，天軍之門也，長安城北落門，以象此也。”
意指長安城北落門是依照北落師門之名而取，不是北落師門之名是因長安城北落門而來。至於為何取其名曰北落師門，可參考“晉書 卷十一 天文”篇：
“北落師門一星，在羽林西南。北者，宿在北方也（也指三垣天體北玄武宮）；落，天之籓落也；師，眾也；師門，猶軍門也。長安城北門曰北落門，以象此也。”
可解為北落師門是北方藩落（有人意指蚩尤）之軍隊“羽林天軍”之門戶。
###王者之星
當你為這顆秋夜最亮的星星著迷，而想要了解更多關於他的生平時，你會發現搜尋「北落師門」或「Fomalhaut」得到的結果有些只是以這顆星星為名，而與天文無關的事物，顯然，喜歡北落師門的人還不少。其中可以看到有一款鑽戒就命名為Fomalhaut。
示意圖，非當事鑽戒， Jeremy Bishop on Unsplash
根據該鑽戒的介紹，Fomalhaut屬於四大王者之星（Royal Stars）之一，能預言國王的命運。雖然北落師門在一等星名單之內，可是北落師門只不過是全天第18亮星，比他還耀眼的可多著，為什麼偏偏是北落師門得到這個頭銜呢？
大約在西元前3000年，古波斯文明將天空分成四個區域，每個區域需要有一顆「天空的守衛」，於是最接近至點和分點的亮星就被選為王者之星，分別是：
☆畢宿五（春分）—Watcher of the East
☆軒轅十四（夏至）—Watcher of the North
☆心宿二（秋分）—Watcher of the West
可是第四個區域就出了點問題：黃道所經之處沒有什麼醒目的亮星。魔羯、寶瓶、雙魚這三個星座的恆星多數都暗於三等，沒有王者的氣勢。事實上秋天黃道的這片夜空被稱為「天空之海」（celestial sea），由與水有關的星座組成，在這裡星光黯淡，秋夜抬頭望去猶如站在岸邊望向深邃的海洋，有些深不可測之感。在這片海洋之中唯一的亮星就是北落師門了，即使他離黃道有點距離，還是被選為王者之星：
☆北落師門（冬至）—Watcher of the South
西元前3000年四大王星的位置和黃道，Stellarium
四大王星有時被用作海上航行時導航的工具。但這四大王星是否真能影響國王甚至是國家、世界的命運呢？至少古波斯人是這麼相信的，其中軒轅十四是這四大王星之首，因此在軒轅十四出現的時間，各樣事件更會被放大檢視。至於為什麼軒轅十四是這四顆恆星中最暗的卻仍然被選為主星？只是因為它位在獅子座，象徵著國王的權力。
###小跟班
北落師門在天文研究上也十分受寵，NASA的Goddard太空飛行中心團隊成員Mark Clampin就如此讚嘆著：
Fomalhaut is the gift that keeps on giving.
恆星發出的輻射一般來說接近黑體輻射的分布，不過在1980年代初期，NASA用紅外線天文衛星（IRAS）觀測北落師門時，發現接收到的紅外線波段輻射通量比預期的多（此現象稱為「紅外過量」），從而發現環繞北落師門的低溫塵埃盤。這些塵埃盤有好幾層，距離北落師門最內層僅0.1AU，最外層達133AU~158AU的距離，被稱為北落師門的古柏帶。這圈「古柏帶」中由於這些塵埃是形成行星的好材料，在觀測上又發現其盤面有陡急的內緣，在古柏帶上也有類似的現象，是因為海王星的引力造成的影響。因此，科學家們也積極地想要找到北落師門系統中可能存在行星的更多證據。
ALMA所拍攝的北落師門塵埃盤。ALMA via wikimedia
皇天不負苦心人，天文學家終於在2008年宣布發現了北落師門的一顆行星，就在「北落師門的古柏帶」的內緣附近。這顆行星被命名為北落師門b或叫「大袞」（Dagon），發現這顆行星讓研究團隊開心極了，這不僅僅是尋獲一顆系外行星的成就，還是當時第一顆以可見光成像直接拍攝到的系外行星（以哈伯太空望遠鏡拍攝），隔著螢幕都能感受到天文學家們的狂喜，研究團隊成員之一Paul Kalas當時這麼評論：
It's a profound and overwhelming experience to lay eyes on a planet never before seen. I nearly had a heart attack at the end of May when I confirmed that Fomalhaut b orbits its parent star.
2004年哈伯太空望遠鏡在北落師門塵埃盤內拍攝到的天體，在2008年被定調為系外行星北落師門b，NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, and E. Kite (University of California, Berkeley), M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Calif.), and K. Stapelfeldt and J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.)
不過，之後對於北落師門b的研究出現了大轉折，希望Kalas不要為此心臟病發。在越來越晚期的哈伯望遠鏡觀測的照片中，如下圖所示，北落師門b慢慢的從眼前消失了……
哈柏太空望遠鏡持續拍攝北落師門b，發現他居然正在逐漸消失。左側的照片擋住了北落師門本身的星光以取得黯淡的塵埃盤影像。NASA, ESA, and A. Gáspár and G. Rieke (University of Arizona)
這怎麼搞的？總不可能是什麼科幻小說的情節吧！行星沒有突然消失的道理，搭配上其他望遠鏡所觀測的資料，天文學家們認為所謂的北落師門b只是兩個小天體互相碰撞產生的一大團塵埃，隨著塵埃漸漸擴散，在影像中當然也就漸漸淡出了。雖然有些小失望，但是這仍然是了不起的發現，不需要感到遺憾。根據他們的計算，這樣的碰撞事件大約每20萬年才會經歷一次，並且提供了一個很棒的、太空中的行星演化實驗室。George Rieke對此表示：
The Fomalhaut system is the ultimate test lab for all of our ideas about how exoplanets and star systems evolve. We do have evidence of such collisions in other systems, but none of this magnitude has been observed in our solar system. This is a blueprint of how planets destroy each other.
###不再孤單
這個秋天，來看看北落師門吧！它往往被人們稱作「最孤單的星子」Loneliest Star，但是就在這個秋天，北落師門不再孤單了，木星和土星將會陪伴在它的身旁，即便兩顆更亮的行星與它爭搶鋒芒，它仍然靜靜的在南天閃爍，啜飲著寶瓶流淌的、從天而來的泉水，維繫這片天空之海的靜謐。
往南天看看他們吧！EarthSky
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參考資料：
https://earthsky.org/brightest-stars/solitary-fomalhaut-guards-the-southern-sky/
https://www.space.com/fomalhaut-autumn-star-skywatching.html
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/exoplanet-apparently-disappears-in-latest-hubble-observations
https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/fomalhaut.html
https://web.archive.org/web/20140318123718/http://www.skyandtelescope.com/news/3310401.html?page=1&c=y
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