基督復臨安息日會青少年榮譽解答手冊/自然/星星 - 高階 (世界總會)
本榮譽的 北美總會版本 也在本華夏公益教科書的 自然 章中提供。
| 星星 - 高階 (世界總會) | ||
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| 自然 世界總會 |
技能等級 3 | 
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| 引入年份：1949 | ||
星星似乎以兩種不同的方式運動。 第一種方式是由地球繞其軸自轉引起的，這導致星星（以及太陽和月亮）從東方升起，從西方落下。 星星似乎運動的第二種方式是由地球繞太陽公轉引起的，這導致任何一顆特定的星星每天晚上升起的時間越來越早。
簡短回答： 行星是一個圍繞恆星執行的大天體，它主導著其軌道附近的區域。
長篇回答： 令人難以置信的是，直到 2006 年，行星 這個詞還沒有正式的科學定義。 我們大多數人被教導說有九顆行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。 小行星曾經也被認為是行星，但科學家很快意識到它們有所不同 - 它們有很多，並且都位於太陽系中同一個大致區域，共享火星和木星之間的軌道。 冥王星直到 1930 年才被發現，它很快被譽為第九顆行星。 但是技術有所進步，科學家開始發現，在太陽系的同一個區域（稱為柯伊伯帶）中，還有許多其他類似冥王星的天體。 最終變得很明顯，冥王星不應該被稱作行星，但當這種情況發生時，冥王星已經根深蒂固。 大眾文化不會允許科學家將冥王星“降級”為非行星狀態。 所以科學家們放任不管。 畢竟，其他柯伊伯帶天體（或 KBO）都沒有冥王星大，所以這個問題可以被忽略。
2005 年，一個名為鬩神星的天體在冥王星軌道之外的柯伊伯帶被發現。 而且它比冥王星還要大。 鬩神星的發現迫使科學界為“行星”一詞制定一個正式的定義，這個定義糾正了冥王星被錯誤歸類為行星的現象。
衛星是繞行星執行的天體。 衛星主要分為兩種：天然衛星和人造衛星。 我們的月球是天然衛星，地球軌道之外的所有行星也都有天然衛星（我們不斷發現越來越多的天然衛星，所以很難說確切的數字）。 另一種衛星是人造衛星，它們最常用於通訊（想想衛星電視天線）。
彗星是太陽系中的一種小型天體，它繞著太陽執行，並且（至少偶爾）會展現出彗發（或大氣層）和/或彗尾——這兩種現象主要歸因於太陽輻射對彗星核心的影響，而彗星核心本身是由岩石、塵埃和冰組成的微行星。
彗星的軌道是高度橢圓形的；它們會非常靠近太陽（在水星軌道內），然後又會遠離太陽，到達太陽系的邊緣，甚至遠遠超過冥王星的軌道。由於它們在如此巨大的距離上執行，因此它們需要許多年才能完成一次軌道執行。
流星是流星體進入地球（或其他天體）大氣層時產生的可見軌跡，通常被稱為流星或隕星。
流星在照片中看起來很像彗星，但很容易區分它們，因為彗星的運動只有透過觀察幾個小時才能辨別出來，而流星的運動則一目瞭然（它們非常快，持續時間也很短）。單個流星最多隻能看到幾秒鐘，而彗星可以被看到幾天或幾周。
星雲是星際空間中由塵埃、氣體和等離子體組成的雲。星際一詞表示“在恆星之間或之中”。星雲是夜空中最美麗的景象之一。也許最著名、最容易辨認的太空天體之一是鷹狀星雲（也稱為梅西耶天體16、M16或NGC 6611），它是蛇夫座中一個年輕的疏散星團。
星座是指將天空（或天球）劃分的88個區域中的任何一個。該術語也常用於非正式地表示一群肉眼可見的恆星，它們以特定的配置或圖案相互關聯。
一些著名的星座包含醒目而熟悉的明亮恆星圖案。例如大熊座（包含北斗七星）和獵戶座（包含一個獵人的形象）。其他星座則不包含任何可辨認的星形圖案，只包含暗淡的恆星。
恆星（來自拉丁語 stellae fixae）是指任何相對於夜空中其他恆星似乎不移動的天體。因此，恆星是指除太陽以外的任何恆星。星雲或其他類似恆星的天體也可以被稱為恆星。
太陽黑子是太陽表面溫度低於周圍區域的區域，具有強烈的磁場活動，形成低表面溫度區域。雖然它們的光芒耀眼，溫度約為4000-4500° K，但與周圍物質相比，大約5700° K，因此它們清晰地顯示為暗斑。如果它們與周圍的光球層分離，它們的亮度會超過電弧。
- a. 天球
- 天球是一個假想的旋轉球體，其“半徑巨大”，地球位於其中心。天空中的所有天體都可以認為位於這個球體上。
- b. 天極
- 兩個天極是地球自轉軸與天球相交的假想點。北天極目前與北極星的座標幾乎相同（北極星是拉丁語中“極星”的意思）。
- c. 天赤道
- 天赤道是假想天球上的一個大圓，實際上是地球赤道平面延伸到宇宙中（即，可以透過外推地球赤道直到它接觸到天球來構建它）。
- d. 地平線
- 地平線是將地球與天空分隔開來的線。
- e. 赤經
- 赤經是天文學術語，指的是使用赤道座標系時天球上一點的兩個座標之一。它相當於地球經度。
- f. 赤緯
- 赤緯是赤道座標系的兩個座標之一，另一個座標是赤經或時角。赤緯類似於緯度，投影到天球上，以度為單位測量，並以天赤道為基準，向北和向南測量。因此，天赤道以北的點具有正赤緯，而天赤道以南的點則具有負赤緯。
- g. 凌日
- 凌日是指一個天體在另一個天體表面經過時發生的現象，從某個特定的觀測點（通常是地球）觀察到。
- h. 合相
- 合相是指從某個地方（通常是地球）觀察到，兩個天體在天空中的位置非常接近。
- i. 黃道
- 黃道是太陽在一年中沿著天空執行的視路徑。更準確地說，它是天球與黃道面的交點，黃道面是包含地球繞太陽執行的平均軌道的幾何平面。
折射望遠鏡是一種光學望遠鏡，它使用透鏡在兩端折射或彎曲光線。
反射望遠鏡是一種望遠鏡，它使用彎曲的和平面的鏡面組合來反射光線並形成影像，而不是使用透鏡來折射或彎曲光線形成影像。
赤道式安裝方式用於沿兩個垂直運動軸（赤經和赤緯）移動望遠鏡或相機。為了正常工作，望遠鏡安裝的赤經軸應直接指向地平線上方的任一天極。
當陽光穿過稜鏡時，它會被分散成彩虹的顏色。事實上，當你雨後看到彩虹時，它也是由陽光穿過許多微小的稜鏡（雨滴）形成的。
仔細研究這些彩虹表明，一些顏色之間存在間隙。這些間隙被稱為吸收線，根據它們在光譜中的位置（即它們在彩虹中的位置），科學家可以判斷光源是由什麼組成的。科學家還發現，恆星的溫度由其成分決定。因此，透過觀察光譜，科學家可以確定恆星的溫度。
黃道是太陽在一年中穿過天球所走的路徑。它在一年中兩次穿過天赤道，一次在秋分，一次在春分。春分發生在 3 月 20 日或 3 月 21 日。秋分發生在 9 月 22 日或 23 日。
公元前 2000 年，埃及人和美索不達米亞人用我們現在稱為金牛座、獅子座、天蠍座和水瓶座的星座來標記季節。黃道被劃分為黃道十二宮的起源可以追溯到公元前一千年早期到中期（可能是米底亞人/“新巴比倫”時期）的巴比倫（“迦勒底”）天文學。
這些星座以托勒密時代附近的星座命名，大多數星座以動物命名，因此被稱為黃道（源於希臘語zodiakos，“小動物圈”）。
- ♈ 白羊座 0°（春分）
- ♉ 金牛座 30°
- ♊ 雙子座 60°
- ♋ 巨蟹座 90°（夏至）
- ♌ 獅子座 120°
- ♍ 室女座 150°
- ♎ 天秤座 180°（秋分）
- ♏ 天蠍座 210°
- ♐ 射手座 240°
- ♑ 摩羯座 270°（冬至）
- ♒ 水瓶座 300°
- ♓ 雙魚座 330°
在每個半球全天可見的星座是靠近天極的星座。北半球：
- 小熊座
- 大熊座
- 天龍座
- 仙王座
南半球
- 八分儀座
- 山案座
- 水蛇座
- 變色龍座
- 飛魚座
- 孔雀座
- 蒼蠅座
北半球：在東方，你應該能找到天鵝座（北十字架）和天鷹座。在頭頂正上方，你應該能看到天琴座。在西方，你應該能找到室女座、獅子座和牧夫座。
南半球：在東方，你應該能找到天鷹座、摩羯座和射手座。在頭頂正上方，你應該能看到天蠍座。在西南方，你應該能找到南十字座（南十字架）和半人馬座。
北半球：在南方，你應該能看到獵戶座、大犬座、小犬座、雙子座和御夫座。
南半球：在東方，你應該能找到大犬座和小犬座。在北方，你應該能看到獵戶座。在西方，你應該能找到鯨魚座和天爐座。
獵戶座在冬天最容易看到，因為它在日落後立即可見，並且整晚大部分時間都可見。在北半球，冬季的天空通常比夏季的天空更清晰。獵戶座中最亮的三個星是參宿七（右腳）、參宿四（左肩）和參宿五（右肩）。
星座中最亮的星被稱為α加上星座名稱。第二亮的星被稱為β，第三亮的星被稱為γ，以此類推。最著名的例子是半人馬座α星，它是半人馬座中最亮的星。然而，半人馬座α星實際上是一個雙星系統，因此我們列表中的前兩顆星可以是半人馬座α星A和半人馬座α星B。船底座α星、船底座β星和船底座γ星是南十字座中最亮的三個星，它們分別作為船底座α星、船底座β星和船底座γ星的縮寫。
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注意：這本解答手冊的編輯認為這個要求的官方版本存在錯誤。 更多資訊
除非先鋒者很幸運地能夠前往北半球和南半球或熱帶地區，否則這個要求無法像書面那樣滿足。許多南半球的恆星都位於北迴歸線以南，因此，如果你碰巧計劃去美屬維爾京群島度假（或進行傳教之旅），可以尋找南半球的五顆一等星。 |
天狼星是夜空中最亮的恆星，視星等為-1.46。它位於大犬座。作為“大犬”星座的主要恆星，它通常被稱為“犬星”。從地球上所有有人居住的地區都可以看到天狼星。天狼星距離地球2.6秒差距或8.57光年，也是離地球最近的恆星之一。觀測它的最佳時間是每年1月1日左右，此時它在午夜到達子午線。沿著獵戶座腰帶從觀測者的右到左可以找到天狼星。
大角星是牧夫座中最亮的恆星，也是夜空中第三亮的恆星，視星等為-0.05，僅次於天狼星和老人星。沿著北斗七星勺柄（遠離勺子碗）的弧線可以找到大角星。
織女星是天琴座中最亮的恆星，也是天空中第五亮的恆星。它是北半球夜空中第三亮的恆星，僅次於天狼星和大角星，在北半球夏季的中緯度地區經常可以在天頂附近看到它。
織女星是夏季大三角的頂點，夏季大三角由織女星（在天琴座）、天津四（在天鵝座）和牛郎星（在天鷹座）組成。如果將這個星群看作直角三角形，那麼織女星就對應著它的直角。這個三角形在北半球的天空中非常容易識別，因為在它附近幾乎沒有明亮的恆星。
牛郎星是天鷹座中最亮的恆星，也是夜空中第十二亮的恆星，視星等為0.77。與織女星一樣，它也是夏季大三角的成員。
五車二是御夫座中最亮的恆星，也是天空中第六亮的恆星。雖然它在肉眼看來是一個點，但五車二實際上是一個明亮的近雙星對，旁邊還有一個更暗的雙星。沿著北斗七星勺柄上的兩顆星形成的直線，並將其延伸到勺子碗的對面，就可以找到五車二。
參宿七是獵戶座中最亮的恆星，也是天空中第七亮的恆星，視星等為0.12。參宿七是獵戶座的左腳。
參宿四是獵戶座中第二亮的恆星，也是夜空中第十亮的恆星。參宿四是獵戶座的右肩。參宿四是一顆紅超巨星，是已知最大的恆星之一。如果把它放在我們太陽系的中心，它的外層表面可能會延伸到火星的軌道。
南河三是小犬座中最亮的恆星，也是夜空中第八亮的恆星。可以使用獵戶座中的恆星用兩種不同的方法找到它
- 沿著獵戶座左腳（參宿七）穿過他的劍尖。
- 沿著參宿四（他的左肩）穿過參宿四（他的右肩）。
南河三、天狼星和參宿四也形成了一個等邊三角形。
一旦你能找到參宿七、天狼星、南河三和五車二，找到畢宿五就很容易了，因為這五顆星，加上北河二，構成了冬季大三角。
角宿一是室女座中最亮的恆星，也是天空中第15亮的恆星。沿著從牧夫座ρ星開始，經過大角星到角宿一的直線可以找到它。
老人星是南天船底座中最亮的恆星，也是天空中第二亮的恆星，視星等為-0.62，僅次於天狼星。老人星是一顆黃白色的超巨星。它位於南半球，赤緯為-52° 42'（2000），赤經為06h24.0m，即使在美國南部各州的南部地平線上也能看到，最北可達弗吉尼亞州或肯塔基州。在如此遙遠的北方，只有在2月的最後兩週，在日落後，在南部地平線上非常低的地方，在非常晴朗的夜晚才能看到它。
半人馬座α星A位於南半球，在美國只能從佛羅里達州代託納海灘以南或得克薩斯州聖安東尼奧以南的地區看到。即使在那裡，它也只在7月8日左右的幾天裡，直接在南方的地平線上短暫地升起。
馬腹星也被稱為半人馬座β星，因為它是在半人馬座中第二亮的恆星。它就在半人馬座α星A的西邊，所以如果你能看到一個，你很可能就能看到另一個。
水委一位於南半球，因此在北美的大部分地區都看不到它。它可以在德克薩斯州達拉斯和南部各州，在11月中旬到下旬的晚上，在正南方，而且在地平線上非常低的地方看到它。
船底座α星是船底座中最亮的恆星，也是夜空中第十三亮的恆星，視星等為0.77。船底座α星在澳大利亞國旗上被代表為組成南十字星座的5顆星之一。由於船底座α星的赤緯約為-60°，它通常只能在北迴歸線以南看到，因此沒有得到古代的傳統名稱；"船底座α星"只是Alpha（α）中的A與船底座（意思是"十字"）的組合。船底座α星是赤緯最南的第一等星，比半人馬座α星略微偏南。船底座α星可以在佛羅里達州邁阿密等北部地區看到，但它僅僅從地平線上升起。你可能在每年5月8日左右晚上9點左右，在正南方看到它。如果你等到午夜左右，半人馬座α星和船底座β星也會在那個日期附近出現（也在正南方，就在地平線上方）。
14. 利用圖示，展示地球和月球在高潮和低潮期間的相對位置。
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由於地球的地殼是固體，它會隨著內部的一切，作為一個整體移動，就像由作用在其上的平均力所定義的那樣。對於地球的形狀，這個平均力等於作用在其中心的力量。地表的水可以自由移動，遵循作用在其粒子上的力。影響潮汐的力之一是月球的引力。引力隨著兩個物體之間距離的增加而減弱，由於地球的中心比最靠近月球的地表更遠，所以月球對地表水的引力比對整個地球的引力更強。這會導致水位上升，形成高潮。
與此同時，在地球背向月球的一側，地表比地球中心更遠，所以月球對整個地球的引力比對水的引力更強。這會導致水遠離月球，但由於這是在地球的另一側，所以水位仍然上升，形成高潮。
低潮發生在地球上月球剛剛升起或剛剛落下的地方，即地表與月球成90°角的地方。
太陽也存在潮汐效應，但由於它距離地球更遠，所以地球地表上的引力與地球中心上的引力之間的差異遠小於月球。當太陽和月球引起的潮汐作用相互增強時，我們就有了大潮（比正常潮汐更高）。當它們相互抵消時，我們就有了小潮（比正常潮汐更低）。
15. 描述太陽系中各個行星的獨特特徵。哪些行星在沒有望遠鏡的幫助下無法看到？哪兩顆行星只能在日出或日落前後看到？
[edit | edit source]天王星和海王星用肉眼無法看到。水星和金星只能在日出或日落前後看到，因為它們離太陽比地球更近。
水星
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水星是距離太陽最近的行星。它每88個地球日繞太陽執行一次。水星的大氣非常稀薄，因為它的引力很弱，這是因為它體型很小。就像月球一樣，水星缺乏大氣意味著它經常被其他天體撞擊，留下坑坑窪窪的表面。如果它有更厚的大氣，這些物體會在到達地表之前燃燒殆盡。水星與月球的另一個相似之處是水星的一天等於它的年，都是88天。
金星
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金星是距離太陽第二近的行星，每224.7個地球日繞太陽執行一次。它是地球夜空中除月球外最亮的物體。金星是四顆類地行星之一，這意味著它像地球一樣，是一個岩石天體。在大小和質量上，它與地球非常相似，經常被稱為地球的"雙胞胎"。金星的直徑只比地球小650公里，它的質量是地球的80%。然而，金星表面的條件與地球表面的條件截然不同，這是由於它濃厚的二氧化碳大氣。富含二氧化碳的大氣產生強大的溫室效應，使地表溫度升至400℃以上。這使得金星的表面比水星的表面還要熱，儘管金星距離太陽的距離是水星的兩倍，只接收太陽輻射的25%。
地球
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地球是太陽系中唯一支援生命的行星。它的大氣層透過吸收紫外線太陽輻射、調節極端溫度、輸送水蒸氣和提供有用的氣體來保護地球上的生命形式。大氣層也是決定地球天氣和氣候的主要因素之一。
火星
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火星是太陽系中距離太陽第四遠的行星。火星也被稱為"紅色星球"，因為從地球上夜晚看到的它呈紅色。火星有兩顆衛星，分別是火衛一和火衛二，它們很小，形狀奇特，可能是被俘獲的小行星。在1965年水手4號首次飛越火星之前，人們認為火星上有液態水的河道。我們現在知道這些河道並不存在。儘管如此，在太陽系中除地球外，火星最有可能擁有液態水。它是除地球外唯一有季節的行星。它的自轉週期也幾乎與我們相同。它擁有太陽系中最高的山峰奧林匹斯山，以及太陽系中最大的峽谷水手谷，還有極地冰蓋。
木星
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木星是距離太陽第五遠的行星，也是太陽系中最大的行星。木星通常是天空中第四亮的物體（僅次於太陽、月球和金星）；然而，有時火星看起來比木星更亮。木星的質量是其他所有行星質量總和的2.5倍。木星也是太陽系中自轉速度最快的行星，其自轉一週的時間略小於10小時，這導致了赤道隆起，可以透過地球上的業餘望遠鏡輕鬆看到。木星始終被一層雲層覆蓋，它可能沒有堅固的表面，因為隨著你向核心移動，密度可能只是逐漸增加。它最著名的特徵是“大紅斑”，一個比地球還大的風暴。
土星
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土星是距離太陽第六遠的行星。它是一個氣體巨行星（也被稱為類木行星，以木星命名），是太陽系中僅次於木星的第二大行星。土星最著名的可能是它的行星環，這使它成為太陽系中最引人注目的天體之一。土星是太陽系中唯一密度小於水的行星，平均比重為0.69。這意味著如果你有足夠大的水體，土星會漂浮起來。像木星一樣，它向太空輻射的能量比從太陽接收的能量更多。
土星有許多衛星。確切的數字還不確定，因為土星環中環繞的冰塊在技術上都是衛星，很難區分一個大的環狀粒子與一顆微小的衛星。其中7顆衛星的質量大到足以在自身的引力作用下坍塌成球體。土星最值得注意的衛星是土衛六，它是太陽系中唯一擁有濃厚大氣的衛星。
天王星是距離太陽第七遠的行星。它是一顆氣態巨行星，按直徑排名第三，按質量排名第四。天王星主要由氣體和各種冰組成。大氣約 85% 是氫，15% 是氦，還有微量的甲烷，而內部則富含更重的元素，很可能是氧、碳和氮的化合物，以及岩石物質。這與主要由氫和氦組成的木星和土星形成對比。天王星最顯著的特徵之一是它 98 度的軸傾斜。因此，在其軌道的一部分時間裡，一個極點始終面向太陽，而另一個極點始終背離太陽。在天王星軌道另一側，極點面向太陽的方向會反轉。在這兩個極端軌道之間，太陽正常地在赤道周圍升起和落下！
海王星是我們太陽系中最外層的氣態巨行星。它每 165 年繞太陽執行一週。它是按直徑排名第四、按質量排名第三的行星；海王星比其近似孿生兄弟天王星質量更大，因為其更強的引力場將其壓縮到更高的密度。海王星的大氣主要由氫和氦組成，還含有少量的甲烷，這些甲烷造成了該行星的藍色外觀。海王星也是太陽系中風力最強的行星，估計風速高達每小時 1550 英里（2500 公里/小時）。海王星於 1846 年 9 月 23 日被發現，因其是根據數學預測而不是常規觀測而被發現的唯一行星而聞名。天王星軌道上的攝動促使天文學家推斷出了海王星的存在。海王星和天王星之間的區別之一是氣象活動的程度。天王星在視覺上相當單調，而海王星的大風則伴隨著顯著的天氣現象。旅行者 2 號在 1989 年的飛掠中捕捉到了一個名為大暗斑的旋風系統，其大小與亞洲相當。這場風暴與木星上的大紅斑相似，但據證實已於 1994 年 6 月消失。然而，哈勃太空望遠鏡於 1994 年 11 月 2 日拍攝的海王星新影像顯示，在其北半球形成了一個更小的類似於其前身的風暴。與氣態巨行星不同的是，這裡存在著高空雲，這些雲在不透明的雲層上投下陰影。
冥王星不再被天文學家視為行星，儘管它在 1930 年被發現到 2006 年被重新歸類為矮行星期間一直被歸類為行星。它的軌道偏心率很高，相對於其他行星的傾斜度也很高，在其軌道的一部分時間裡，它比海王星更靠近太陽。它比八顆行星中的任何一顆都要小得多，事實上，它甚至比幾顆行星的衛星還要小。冥王星本身有一個大型衛星，名為卡戎；2005 年發現了兩個小衛星，並於 2006 年 6 月宣佈了它們的名字（九頭蛇和尼克斯）。透過使用哈勃太空望遠鏡，在尼克斯和九頭蛇的軌道之間發現了冥王星的第四顆衛星。由於尚未正式命名，因此被指定為 S/2011 (134340 冥王星) 或簡稱暱稱 P4。
冥王星有五顆衛星，在 2015 年 7 月 14 日新視野號探測器飛掠後又發現了另外兩顆衛星。新視野號目前正在前往另一個柯伊伯帶天體，預計將於 2019 年 1 月抵達該天體，該天體被稱為 MU69。
冥王星和最大的衛星卡戎有時被稱為雙行星，它們以鎖定軌道圍繞一個共同的重心（稱為質心）執行。
冥王星系統的比較大小；冥王星 - 2372 公里 卡戎 - 1208 公里 九頭蛇 55 公里 x 40 公里 尼克斯 - 42 公里 x 36 公里 冥衛四 - 12 公里 x 4.5 公里 冥衛五 - 7 公里 x 3 公里
- 約伯記 9:9 (21 世紀英王欽定版)
- "誰創造了天狼星、獵戶座和昴宿星團，以及南方的星座？"
- 約伯記 38:31,32 (21 世紀英王欽定版)
- "你能束縛昴宿星團的甜蜜影響，或解開獵戶座的束縛嗎？你能在適當的時候帶來十二宮？或者你能引導天狼星及其子孫？"
- 阿摩司書 5:8 (NIV)
- "創造昴宿星團和獵戶座的那一位，使黑暗成為黎明，使白天成為黑夜，呼喚海上的水，將它們傾倒在陸地上——他的名是耶和華。"
大多數英文版本的聖經將“天狼星”翻譯為“大熊星座”。