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天鹅座是银河平面上的一个北天星座，其名称来源于拉丁化希腊单词的swan[1]。天鹅座是北方夏秋最容易辨认的星座之一，它有一个突出的别名，被称为北十字（与南十字相对）。天鹅座是2世纪天文学家托勒密列出的48个星座之一，它仍然是88个现代星座之一。
天鹅座包含天津四（ذنب, translit. ḏanab，尾巴），它是天鹅的"尾巴星" – 是夜空中最亮的恒星之一，也是距离最远的一等星 – ，还是夏季大三角的一角[1]。它也有一些著名的X射线源和天鹅座OB2的巨型星协[2]。天鹅座也被称为北十字。该协的其中一颗恒星，天鹅座NML，是现时已知的最大恒星之一。该星座也是天鹅座X-1的所在地，这是一个遥远的X射线双星，包含一个超巨星和看不见的大质量伴星，是第一个被广泛认为是黑洞的天体。由于克卜勒任务观测天鹅座周围的一片天空，天鹅座的许多恒星系统都已知有行星。
星座东部的大部分地区在深空中有武仙-北冕座长城的一部分，这是一个巨大的星系丝，是可观测宇宙中已知的最大结构，覆盖了北部大部分天空。
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在印度教，凌晨的一段时间（或穆胡塔）即4:24至5:12之间，被称为婆罗门穆胡塔，意思是“宇宙的时刻”；相关的恒星系统是天鹅座。这被认为是一个非常吉利的时间，用来冥想，做任何任务，或开始一天。
在波利尼西亚，天鹅座经常被认为是一个独立的星座。在东加，它被称为“图拉卢佩”；在土亚莫土群岛，它也被称作“法努伊-泰”。在纽西兰，它被称为“马拉-替”，在社会群岛，它是“皮雷-替”或“陶鲁瓦-艾-碲-哈帕-蓝-马努”，而在土阿莫都，它被称作“法努伊-拉罗”。辇道增七（天鹅座β）在纽西兰可能称它为“和土-卡波”。天津一（天鹅座γ）在土亚莫土群岛被称为“法努伊-啷格”[3]。
在伊斯兰天文学中，天津四（天鹅座α）也经常是这个名字：“Deneb”。这个字源自阿拉伯的“dhaneb”，意思是尾巴；来自短语“Danab ad Dajājah”，意思是“母鸡的尾巴”。
在希腊神话中，天鹅座被认为是几种不同的传说中的天鹅。宙斯伪装成天鹅引诱勒达（斯巴达国王廷达乌斯的妻子，她生下了一对双胞胎兄弟）、特洛伊的海伦和克吕泰涅斯特拉； {[4]奥菲斯在被谋杀后变成了一只天鹅，据说被放在他的七弦琴（天琴座）旁边的天空中；阿哈伊亚州的国王Cycnus变成了天鹅。
后来，罗马人还将这个星座与太阳神海利欧斯的儿子法厄同的悲剧故事联系在一起。他要求乘坐父亲的太阳战车一天。然而，法厄同无法控制缰绳，迫使宙斯用一道霹雳摧毁了战车（和法厄同），使其坠落至地球的河中（波江座）。根据神话，法厄同的密友或情人（Cygnus）悲痛欲绝，花了很多天的时间潜入河中收集法厄同的骨头，为他安葬。众神被Cygnus的虔诚所感动，把他变成了一只天鹅，放在星星中间成为天鹅座[5]。
在奥维德的《变形记》中，有三个名叫“Cygnus”的人，他们都变成了天鹅。除了“Cygnus”，如上所述，他还提到了一个来自坦佩谷的男孩，当菲利斯拒绝给他一头他要求的驯服的公牛时，他自杀了，但却变成了天鹅飞走了。他还提到了海神涅普顿的一个儿子，他是特洛伊战争中刀枪不入的战士，最终被阿基里斯击败，但涅普顿通过将他变成天鹅来拯救他。
与其它靠近夏至的鸟族星座，秃鹫和天鹰座附近的其他鸟星座一起，天鹅座可能是赫丘利的十二项功绩杀死斯廷法洛斯湖怪鸟神话起源的重要组成部分[6]。
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在西方神话中，关于天鹅座的由来共有三个说法：
- 天神宙斯经过雅典北面之拉姆诺斯（Rhamnus），看见复仇女神涅墨西斯而一见钟情，而涅墨西斯为避开宙斯，变身为不同的动物逃走，先循河道再转陆路，最后变成天鹅逃走，但经过多番追逐后，仍未能摆脱宙斯的追赶，终被祂化身成的天鹅逮住而施暴之。
- 宙斯为追求复仇女神涅墨西斯将自己变成天鹅，并命爱神阿佛洛狄德化成一只鹰追捕自己，博取涅墨西斯同情，后来经过一番转折，终得美人芳心，宙斯为纪念此事，将天鹅和鹰一同升上天空，成为天鹅座和天鹰座。
在以上两个版本中，涅墨西斯之后将蛋产下，交给赫耳墨斯（有一说是交给斯巴达女皇勒达，或说是路经之牧羊人），孩子长大后成为希腊第一美女海伦。
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天鹅座是一个非常大的星座，北面和东面是仙王座，北面和西面是天龙座，西面是天琴座，南面是武仙座，东南面是飞马座，东面是蝎虎座。1922年，国际天文学联合会采用了该星座的三个字母缩写，即“Cyg”[7]。比利时天文学家欧仁·约瑟夫·德尔波特在1930年设定的官方星座边界被定义为28段的多边形。在赤道坐标系中，这些边界的赤经座标位于19h 07.3m和22h 02.3m之间，而赤纬座标位于27.73°和61.36°之间[8]。天鹅座面积804平方度，约占夜空的1.9%，在88个星座中排名第16[9]。
天鹅座在6月29日午夜过中天，因此在北半球初夏至仲秋的晚上最适合观赏[9]。
通常，天鹅座以天津二（天鹅座δ）和天津九（天鹅座ε）为翅膀。天津四，该星座中最亮的星是它的尾巴，而辇道增七（天鹅座β）是它的喙尖。[10]
天鹅座有几个星群。在17世纪德国天体制图师约翰·拜耳的星图，《测天图》中，天津四、辇道增七和天津一（天鹅座γ）形成了十字架的极柱点，而天津二和天津九形成了横梁。当时，天鹅座新星，天鹅座P被认为是基督的身体[11]。
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天鹅座有大量的深空天体。由于它在银河系上的位置，在这个星座发现了许多不同类型的疏散星团、星云和超新星遗迹。
它的分子云形成了明显的"天鹅座大裂谷"暗星云星座，这是沿著银河系的银河平面的大裂谷中明显可见部分的一端。裂谷始于北煤袋等特征，它遮住了更远的地方，表观大小不大的天鹅座分子云复合体其实很大，北美洲星云就是其中的一部分。
拜耳对该星座中的许多恒星进行了编目，拜耳名称不仅从α到ω，还使用小写罗马字母到g。约翰·佛兰斯蒂德加上了罗马字母h、i、k、l和m（这些恒星被拜耳视为在天鹅座“形状”范围之外），之后被弗朗西斯·贝利删除[11]。
天鹅座有几颗明亮的恒星。天津四（天鹅座α）是天鹅座最亮的恒星，是一颗光谱类型为A2Iae的白色超巨星，视星等在1.21至1.29之间变化[13]。它是已知最大、最明亮的A型恒星之一[14]，距离地球大约2,600光年[15]。它传统名称，“Deneb”的意思是“尾巴”，指的是它在星座中的位置。辇道增七（天鹅座β），是广为业馀天文学家熟知的联星。主星是一颗3.1等的橙色巨星，伴星是5.1等的蓝绿色恒星[16]。这个系统距离地球430光年，可以在大型双筒望远镜和所有的业馀望远镜中看出是两颗恒星的组合[17]。天津一（天鹅座γ）的英文传统名称是“Sadr”，是一颗是一颗黄色的超巨星，星等2.2，距离1,800光年远。它的传统名称的意思是“胸部”，指的是它在星座中的位置[18]。天津二（天鹅座δ）的英文传统名称是“Fawaris”[19]，是天鹅座另一对明亮的联星，距离166光年，周期800年。主星是一颗2.9等的蓝白色巨星，伴星是一个6.6等的恒星。需要业馀的中型望远镜才能解析出是两颗恒星[20]。第五颗是3等星的天津九 （天鹅座ε），英文的传统名称是“Aljanah（音译：阿尔贾纳）”[19]，距离72光年，星等2.5的橙色巨[21][22]
天鹅座还有几颗较暗的联星和双星。臼一（天鹅座μ）在光学上是三颗恒星组成的联星。这个联星系统距离地球73光年，轨道周期为790年。主星和伴星都是白色的恒星，星等分别是4.8和6.2；不相关的第三颗恒星的星等为6.9。然而，无关的第三颗星可以在双筒望远镜中看到，但联星的主星和伴星在2020年时需要中型的业馀望远镜才能解析出是两颗星。这两颗星在2043年至2050年间靠得最近，需要口径更大的望远镜才能看清楚。天津三（天鹅座30）和天津增三十八（天鹅座ο1）形成类似辇道增七那样，是对比鲜明的双星，但只要用双筒望远镜就可以分辨出来。主星天津增三十八是橙色的巨星，星等3.8，距离1,400光年。伴星天津三呈现蓝绿色，光谱类型为A5IIIn，星等4.83，距离地球约610光年[23]。天津增三十八本身是一颗联星，其伴星是一颗7.0等的蓝色恒星。天鹅座ψ由两颗白色的恒星组成，是业馀的小望远镜就可以解析的联星。主星亮度5.0等，伴星亮度7.5等。天鹅座61是在大型双筒望远镜或小型业馀望远镜中可见的联星。它距离地球11.4光年，周期为750年。两颗成员星都是橙色的矮星（主序星）；主星的星等为5.2，伴星的星等为6.1级。天鹅座61之所以受到重视，是因为弗里德里希·威廉·贝塞尔在1838年确定了它的视差，这是第一颗具有已知视差的恒星，因此有著重大的意义[24][25]。
位于辇道增五（天鹅座η）附近的是X射线源天鹅座X-1，它现在被认为是由联星系统中的黑洞吸积物质引起的。这是第一个被普遍认为是黑洞的X射线源[26][27]。它距离太阳大约2.2千秒差距[28]。在这个被称为HDE 226868的系统中还有超巨星变星[29]。
天鹅座还包含其它几个值得注意的X射线源。天鹅座X-3是一颗微类星体，包含一颗在轨道上围绕一个非常致密天体运行的沃夫–瑞叶星[30]，周期仅为4.8小时[31]。该系统是观测到本质上最明亮的X射线源之一[32]。该系统经历未知性质的周期性爆发[33]，在一次这样的爆发中，系统被发现很可能是由微中子引起的缈子（μ子）发射[34]。虽然致密天体被认为是中子星或可能是黑洞[35]，但因为它产生了宇宙射线，因此假设这个天体可能是一个更奇异的恒星残骸：可能是第一个被发现的夸克星[36]。如果该天体是一颗正常的中子星，就无法解释这一点。这个系统还发射宇宙射线和伽马射线，还有助于深入了解这些射线的形成[37]。天鹅座X-2是另一个X射线联星，包含一颗以9.8天周期围绕著一颗中子星运行的A型巨星[38]。这个系统很有趣，因为大多数毫秒脉冲星都有质量高得多的伴星，但它的伴星质量相当的小[39]。天鹅座的另一个黑洞是天鹅座V404，它由一颗围绕一个约12太阳质量的黑洞运行的K型恒星组成[40]。这个黑洞与天鹅座X-3的黑洞相似，被假设是一颗夸克星[41]。 4U 2129+ 47是另一个X射线联星，包含经历爆发的一颗中子星[42]， 称为EXO 2030+ 375[43]。
天鹅座也是几颗变星的家园。天鹅座SS是一颗每7-8周爆发一次矮新星。该系统的总星等从最暗的12等到最亮的8等不等。系统中的两个天体非常接近，轨道周期不到0.28天[44]。天鹅座χ是一颗红巨星和在最亮时是已知第二亮的米拉变星。在408天的时间里，它的星等在3.3到14.2级之间变化，光谱类型为S6,2e到S10,4e（MSe）[45]；它的直径为300太阳直径，距离地球350光年。天鹅座P是一颗亮蓝变星，在西元1600年时突然亮至3等。自1715年以来，这颗恒星的星等为5等[46]，然而它与地球的距离超过5,000光年。这颗恒星的光谱因为它包含了由周围星云产生的非常强的发射线，而不同于一般的光谱[47]。天鹅座W是一颗红巨星的半规则变星，距离地球618光年。最亮光度5.10等，最暗光度6.83等；周期131天。它是一颗光谱类型范围在M4e-M6e（Tc:）III之间改变的红巨星[48]。天鹅座NML是一颗红超巨星的半规则变星，距离地球5,300光年。它是银河系中半径超过1,000太阳半径的现时已知的最大恒星之一[49]。 它的星等约为16.6等，周期约为940天[50]。
KIC 8462852（塔比星）由于不寻常的光线波动，而受到新闻广泛的报导[51]。
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天鹅座是克卜勒卫星在搜寻系外行星时调查的星座之一，因此，天鹅座中大约有一百颗恒星已知拥有行星，是所有星座中最多的[52]。其中最著名的系统之一是包含六颗凌日行星的克卜勒11，所有这些行星都在大约一度的平面内。这是一个有六颗系外行星被发现的系统[53]，该恒星的光谱类型为G6V，比太阳略冷。这些行星离恒星很近；除了最后一颗行星外，所有行星都比水星更靠近克卜勒11，而且所有行星的质量都比地球大。这些行星的密度也都很低[54][53]。肉眼可见的恒星，奚仲四（天鹅座16）是一颗距离地球约70光年的三合星，由两颗类太阳恒星和一颗红矮星组成[55]，包含一颗围绕类太阳恒星运行的行星，这是由于恒星径向速度的变化而发现的[56]。格利泽777是另一个包含一颗黄色恒星和一颗红矮星的肉眼可见的多恒星系统，也包含一颗行星。这颗行星与木星有点相似，但质量稍大，轨道离心率有更大[57][58]。克卜勒22系统则因2011年被发现时拥有最像地球的系外行星而引人注目[59]。
M39（NGC 7092）是一个距离地球950光年的疏散星团，在黑暗的天空中肉眼就可以看见。它是松散的，大约有30颗恒星排列在广阔的区域；它们呈现三角形的外观。M39中最亮恒星的星等为7等[10]。天鹅座的另一个疏散星团是NGC 6910，也被称为摇马星团（英语：Rocking Horse Cluster），拥有16颗恒星，视直径5角分，可以在小型业馀仪器中看到；其星等为7.4等。其中最亮的是两颗金色的星星，它们代表著玩具摇马的底部。口径更大的业馀仪器可以显示另外8颗恒星，星团的东部和西部都有星云，直径为9角分。这个区域的星云是天津一附近区域星云的一部分。其它恒星距离地球约3,700光年，大部分是非常热的蓝白色恒星[60]。
天鹅座中的其它疏散星团包括多利泽9、科林德421、多利泽11和伯克利90。多利泽9距离地球2,800光年，相对年轻，年龄为2,000万年，是一个黯淡的疏散星团，在业馀的中小型望远镜中可以看到多达22颗恒星。在星团的直径为7弧分，在北部和东部都可见云气。最亮的恒星出现在星团的东部，星等为7等；另一颗明亮的恒星是黄色的。多利泽11的年龄约4亿岁，距离3,700光年，是这些星团中距离地球最远的。使用业馀的仪器可以在这个星团看到10多颗恒星，其大小与直径7弧分的多利泽9相似，其最亮的恒星星等为7.5等，在它的东部也有模糊的云气。科林德421是一个年龄约为10亿年，特别古老的疏散星团；其星等为10.1等，距离地球3,100光年，直径为8角秒，可以看到30多颗恒星。星团北部突出的恒星呈金色，而星团南部的恒星呈橙色。科林德421似乎嵌入在星云中，该星云延伸过星团的边界到达其西部。伯克利90是一个较小的疏散星团，直径为5弧分。超过16名成员出现在业馀的望远镜中可以看见的恒星超过16颗[60]。
NGC 6826，闪烁的行星状星云，是一个行星状星云，星等8.5，距离地球3,200光年。因为它的中心恒星异常明亮，使它似乎在望远镜的目镜中“眨眼”[61]（10等星）[10]。当观测者聚焦在恒星上时，星云似乎会逐渐消失[61]。距离闪烁行星云不到一度的是双星奚仲四（天鹅座16）[10]。
北美洲星云（NGC 7000）在黑暗的天空下，它是肉眼可见的，因此就像银河系中的一块明亮的斑块，是天鹅座中最著名的星云之一。然而，由于其低面亮度，所以很难在望远镜中观察到，使它的特征形状只有在长时间曝光的照片中才能看到。它的表面亮度很低，是因为它太大了；北美洲星云最宽处有2度宽。NGC 7000距离地球1,500光年，是由一颗嵌入的炙热6等星照亮的[10]。
天津九（天鹅座ε）以南是面纱星云（NGC 6960、6979、6992和6995），这是一个有5,000年历史的超新星残骸，覆盖了大约3度的天空-[62]它的长度超过50光年[10]。由于它的外观，它也被称为天鹅圈[62]。只有在长时间曝光的天体照片中才能看到这个环圈。然而，最亮的部分，NGC 6992，在双筒望远镜中是微弱可见的，而较暗的部分，NGC 6960，在广角望远镜中是可见的[10]。
DR 6星团因为星云部分与人脸相似，也被戏称为“银河食尸鬼”[63]。
伽马天鹅星云（IC 1318）包括明亮和黑暗地星云，面积超过4度。 DWB 87是天鹅座众多明亮发射星云中的另一个，它位于天津一（天鹅座γ）的区域内，大小为7.8乘4.3弧分。另外两个发射星云包括沙普利斯2-112和沙普利斯2-115。当用业馀望远镜观察时，沙普利斯2–112看起来是泪滴状的。使用O III（双电离氧）滤镜可以看到星云东部更多的部分。附近有一颗10等的橙色恒星，星云西北边缘附近有一颗9等星。再往西北，有一个黑暗的裂谷和另一个明亮的斑块。整个星云的直径为15弧分。沙普利斯2–115是另一个发射星云，具有复杂的亮斑和暗斑模式。星云中可见两对恒星；在西南部附近的那一对较大。疏散星团伯克利90嵌入在这个大星云中，其大小为30乘20弧分[60]。
同样值得注意的是眉月星云（NGC 6888），位于天津一和辇道增五（天鹅座γ和η）之间，是由沃夫–瑞叶星HD 192163形成的。
近年来，业馀天文学家在天鹅座有些引人注目的发现。2007年，Dave Jurasevich在数位影像上发现了眉月星云附近的“泡泡星云”（PN G75.5+1.7）。2011年，奥地利业馀爱好者Matthias Kronberger在旧的调查照片上发现了一个行星状星云（克隆柏格61，现在被昵称为“足球”），最近双子座天文台的影像证实了这一点；这两种都相当微弱，在业馀的小望远镜用肉眼无法检测到。
但是，一个更为模糊且相对“微小”的天体——在良好的条件下，业馀望远镜很容易在黑暗的天空中看到——是新发现的与辇道四（天鹅座4，HD 183056）相关的星云（可能是反射型）：在5等星的南部和西部，一个直径几弧分的近似扇形发光区域。它首次在加利福尼亚州圣约瑟附近被发现，业馀天文学家斯蒂芬·沃尔迪（英语：Stephen Waldee）于2007年公开报导，并于2010年由阿尔·霍华德（英语：Al Howard）通过照片证实。加利福尼亚州业馀天文学家Dana Patchick也表示，他在2005年的帕洛马天文台调查照片中发现了它，但在沃尔迪发布第一份官方通知和在2010年发表论文时，他还没有公布给其他人进行确认和分析。
天鹅座X是太阳邻近区域中最大的恒星形成区，不仅包括一些已知的最亮的和最大质量恒星（如天鹅座OB2#12），还包括一些作者将其归类为年轻球状星团的大质量星协天鹅座OB2。
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