儘管我擁有博士學位，但在內心深處，我仍然認為自己是一個業餘天文學家——一個純粹為了享受觀星的樂趣而仰望夜空的人，無論是透過望遠鏡的目鏡、電腦螢幕，還是僅僅用肉眼。
我已經堅持了四十多年，在我看到的所有事物中——行星、星系、爆發的恆星、恆星搖籃等等——我從未親眼見過一顆移動過的恆星。
哦，當然，恆星每天晚上都會升起和落下，但這僅僅是地球自轉的字面反映，天文學家稱之為週日運動。不，我這裡指的是相對運動：一顆恆星相對於周圍的恆星發生了明顯的位移。這麼多年來，獵戶座看起來仍然像獵戶座，北斗七星仍然像北斗七星。經過這麼長時間，在我看來，恆星仍然是固定不變的。
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但這只是我們有限的壽命和不夠敏銳的視力造成的錯覺。恆星確實在移動，只是移動得太慢以至於難以察覺。它們的細微運動可能需要幾個世紀才能變得足夠顯著以被探測到。
正是天文學家埃德蒙·哈雷（您可能聽說過以他名字命名的彗星）首先提供了這方面的證據。在他1718年寫給英國皇家學會的一封簡簡訊件中，他指出，夜空中最亮的三顆恆星——天狼星、大角星和畢宿五——自希臘天文學家喜帕恰斯大約在公元前130年繪製星圖以來，已經發生了顯著的位移，儘管後來發現他在畢宿五的問題上犯了錯誤，但其他兩顆恆星確實發生了移動，他的論證的基本原理仍然是合理的：恆星不再能被認為是天空中“固定”不動的。
曾經幾乎令人難以置信的事情現在已成為相對普遍的知識：今天我們知道——當然！——所有的恆星都在高速移動；太陽以大約每小時80萬公里的速度繞銀河系中心執行。一架以如此快的速度移動的噴氣式飛機將在不到20秒的時間內飛越美國大陸。儘管速度如此之快，但恆星是如此遙遠——至少數萬億公里——以至於這種運動被簡化為一種明顯的爬行：正如哈雷所意識到的那樣，這種運動非常緩慢，以至於需要幾個世紀才能用肉眼注意到。
天文學家稱之為自行；“自行”在舊式意義上使用，意思是“屬於”。它在現代天文學中起著重要作用。
您能看到的所有恆星實際上都在太空中移動，因為它們都在繞星系中心執行。然而，它們以不同的速度、不同的方向移動，並且距離不同，這意味著我們看到的每顆恆星的運動也不同。最大的因素是距離；靠近太陽的恆星看起來移動得更快因為透視，就像您在高速公路上行駛時，附近的樹木似乎呼嘯而過，而遠處的建築物或山脈移動得慢得多。
最近的恆星具有最高的自行。速度記錄目前由巴納德星保持，這是一顆昏暗的紅矮星，距離我們不到六光年。即便如此，它也並非真的在天空中飛馳；這顆恆星需要將近兩個世紀才能在天空中移動半度，相當於滿月的視大小。儘管如此，這仍然足以在短短一年左右的時間內，即使使用小型望遠鏡也能輕鬆記錄到它的運動。
天狼星，夜空中最亮的恆星，其自行速度遠低於巴納德星，但仍然足夠快，以至於其天體位置在喜帕恰斯和哈雷時代之間移動了半度以上；難怪這位傑出的天文學家注意到了。
如今，恆星自行的影響很容易看到。一種方法是檢視，例如，哈勃太空望遠鏡拍攝的同一片天空區域的影像，這些影像拍攝於相隔數年。經過這麼長時間，再加上哈勃驚人的清晰視覺，一些運動是顯而易見的。
哈勃太空望遠鏡在2001年和2020年拍攝的影像動畫顯示了天鵝座環星雲一部分的自行，這是一個由大約20,000年前一顆垂死恆星產生的膨脹氣體泡。儘管其位置變化看似細微，但此處看到的物質以每小時超過50萬英里的速度在星際空間中移動——速度快到足以在不到30分鐘內從地球到達月球。
致謝：NASA/ESA/STScI/Ravi Sankrit (STScI)
事實上，天文學家有時在使用哈勃等望遠鏡時必須考慮自行。如果他們使用例如1970年代的舊座標來瞄準一顆恆星，他們可能會最終將望遠鏡指向天空的錯誤部分，並完全錯過這顆恆星！（我實際上見過這種情況發生；這是一個真實而重要的問題。）
恆星的自行可以用來確定在它附近看到的天體是否真的就在附近——就像一個候選系外行星一樣——還是一個背景星系或其他遙遠的冒名頂替者。當恆星移動時，行星將被看到隨之一起移動，而星系將保持固定。相隔幾年拍攝的影像可以確定差異。另一個用途是“稱量”黑洞；天文學家已經使用靠近銀河系中心黑洞人馬座A*執行的恆星的運動來計算它的質量，並發現它驚人地是太陽質量的四百萬倍。
恆星的自行分為兩個分量測量：南北運動和東西運動。這給了我們它在天空中的二維運動，我們稱之為橫向運動。天文學家也有辦法測量恆星朝向或遠離我們的運動（所謂的徑向速度），透過將其與自行相結合，我們可以找到恆星在太空中的總三維運動。
多年來，天文學家使用這種技術構建了天空中的恆星的3D地圖，這可以在理解我們當地的銀河系鄰域中發揮關鍵作用。以相同方向和相同速度移動的恆星可能彼此關聯，即使它們在天空中相距遙遠；這就是宇宙中離我們最近的恆星比鄰星被發現是半人馬座α星系第三個成員的方式。這也可以用來尋找屬於星團的恆星，這僅憑距離可能很難確定。
構建這種3D地圖是歐洲航天局蓋亞任務的目標，該任務已經測量了銀河系甚至其他星系中超過十億顆——是的，十億——恆星的位置和自行。
使用蓋亞資料，天文學家一直在嘗試確定仙女座星系相對於我們自身在太空中的速度。仙女座星系是銀河系最近的大型鄰居，距離我們約250萬光年——但它一直在靠近。徑向速度測量表明，它正以每秒略高於100公里的速度向我們靠近，這使得碰撞似乎不可避免——儘管還要再過大約40億年。
然而，仙女座星系的橫向運動仍然不確定。它的側向運動可能很小，從而導致碰撞，或者它可能與星系的徑向速度相當，在這種情況下，仙女座星系將大幅度擺動並錯過我們。所以它會碰撞還是不會碰撞？這尚不清楚。但好訊息是，確定性將很容易到來——前提是我們有耐心。隨著時間的推移，恆星的運動更容易測量，因為它們離初始位置越來越遠，使得運動更加明顯。
遲早，恆星會告訴我們仙女座星系和銀河系是否會變得非常、非常熟悉。如果是這樣，那麼在幾個永世之後，我們可能不得不進行適當的介紹。