尽管布鲁诺（Giordano Bruno，1548－1600）取消了哥白尼学说中的恒星天层，但在相当长时间内，恒星一直被认为是固定在天球上的装饰品。又经过了许多杰出天文学家的杰出努力，恒星这个概念才被赋予更丰富的内涵，其中之一就是恒星这个叫法不再名副其实了。
1676年，20岁的哈雷还在牛津大学读书，他等不及毕业，就决定去南半球观测南天恒星的位置。他带了一架长7.3米的折射望远镜，到了位于南大西洋的圣赫勒拿岛。在一年多的时间里，他测定了381颗恒星的位置，1678年他返回英国后发布了一份包含这些恒星位置的星表，使他一举成名。此后一段较长时间里哈雷致力于引力定律和彗星轨道问题的研究。
直到1718年，哈雷才将当年测量的恒星位置与古希腊喜帕恰斯、托勒密等人所作的观测加以比较，试图研究岁差量的精确大小。但是哈雷发现，在扣除了岁差和黄赤交角的变化所带来的坐标位置变化效应之后，喜帕恰斯和托勒密测定的某些恒星，如大犬座α（天狼星）、小犬座α（南河三）、牧夫座α（大角星）、猎户座α（参宿四）、金牛座α（毕宿五）等亮星的黄纬与他测得的数值之间相差半度到1度之多；而如果将他自己的观测值与第谷的观测结果加以比较，那么这种差异显得比较微小，譬如第谷的天狼星黄纬比哈雷的位置偏北4.5′左右，如果把第谷没有计算在内的大气折射考虑进去，那么也有2′多的偏差。哈雷认为这个偏差如果作为测量误差，对第谷来说还是太大了。哈雷还注意到509年3月11日在希腊雅典的一次观测记录，那天傍晚在雅典可以观测到月亮紧跟在小犬座α星的后面，几乎将之掩盖。而在哈雷时代雅典人已经不可能看到这个天象发生，除非小犬座α的黄纬要比现测值小得多。[1]
图8.17 自行改变北斗七星的星座构形
上左：公元前10万年的北斗七星；上中：公元2000年的北斗七星；上右：公元10万年的北斗七星
根据以上这些证据，哈雷推断恒星其实不是固定在天空中的，它们有自己的运动，因此它们的相对位置随着时间的推移会发生变化。恒星的这种运动被叫做自行（proper motion）。从恒星每年的自行量来看，似乎是微不足道的。譬如天狼星的年自行量为：赤经自行－0.63″，赤纬自行＋1.20″；大角星的为：赤经自行－1.40″，赤纬自行＋2.01″。但是自行量经长时间的积累之后，其效果还是很明显的，将会彻底地改变曾经熟悉的星空图案。
哈雷发现恒星自行之后，布拉德雷于1748年、迈耶尔于1760年、朗伯特于1761年相继提出了太阳本身也可能有空间运动。因此，恒星的自行很可能是恒星自身的运动和太阳本身的运动的综合结果。威廉·赫歇耳（William Herschel 1738－1822）继承了他们的见解，认为太阳本动必然存在。
赫歇耳假定恒星自身运动方向是随机分布的，那么太阳本动必然会使其向点附近的恒星向四周散开，而背点附近的恒星向中心靠拢。1783年赫歇耳用这一原理考察了第五任皇家天文学家马斯克林定出的7颗恒星的自行，认为太阳存在向武仙座方向的本动。后又利用拉朗德定出的12颗恒星的自行，求出太阳本动向点位于武仙座λ星附近（现在值：武仙座λ西北7°）。[2]
图8.18 布拉德雷肖像
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