伴星的发现
在1844年，德国天文学家弗里德里希·威廉·贝塞尔从天狼星自行运动的变化中推断出天狼星还有一颗当时未发现的伴星。[28]将近20年之后，也就是在1862年1月31日，美国望远镜制作者和天文学家Alvan Graham Clark首次观测到这颗暗淡的伴星。这伴星被称为天狼星B，或亲切地称“小狼”。[29]较亮并能被肉眼观测到的那一颗恒星现在有时候会被称为天狼星A。从1894年起，人们观测到了天狼星系统里一些明显的轨道不规则性，因此大家认为当中还有第三颗很小的伴星，虽然此假设未被确切证实。数据指出，第三颗星围绕天狼星A的公转周期为6年，其质量只得0.06太阳质量。它会比白矮星天狼星B要暗5到10级，因此很难被观测得到。[30]最近的观测数据虽然证实不了它的存在，但是仍然有可能是其太接近天狼星A，以致观测不到。1920年代发现的“第三颗星”似乎只不过是一颗背景天体。[31]
1915年，沃尔特·亚当斯在威尔逊山天文台使用一座60英寸（1.5米）反射器观测天狼星B的光谱，并确定其为一颗暗淡的白色恒星。[32]就此，天文学家们就断定它为一颗白矮星，并是有史以来第二颗发现的白矮星。[33]Robert Hanbury Brown和Richard Q. Twiss于1959年在Jodrell Bank天文台使用他们的光学干涉仪首次测量出天狼星A的直径。[34]在2005年，天文学家利用哈勃太空望远镜确认天狼星B的直径几乎相等于地球的直径（12,000公里），不过其质量达到太阳的98%。[35][36][37][38]

双星系统
天狼星是一个双星系统，当中的两颗白色恒星互相围绕公转，相距约20天文单位[65]（大概是太阳和天王星之间的距离），公转周期却只有50多年。较亮的一颗星，或称天狼星A，是一颗A1V型主序星，估计表面温度为9,940K。[8]其伴星天狼星B，已经度过了主序星的过程，成为了一颗白矮星。尽管现在天狼星B的光谱比天狼星A暗10,000倍，它却曾经是两颗星体之中质量较大的一颗。[66]这个双星系统的年龄估计为大约2亿3000万年。在其生命前期，人们猜想有两颗蓝白色恒星互相以椭圆围绕公转，周期为9.1年。[66]红外线天文卫星量度到，天狼星系统要比预计的放射更多的红外线辐射。这可能是系统里星尘的表现，并且对于双星系统来说较为罕见。[67][63]
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天狼星A
天狼星A的质量约是太阳的2.1倍。[68][63]光学干涉仪量度出此星的半径，估计角直径为5.936±0.016mas。它的恒星自转速度为较慢的每秒16公里，因此并没有有效地把星体压扁成圆盘形。[11]织女一和天狼星B的体积相近，以更高速的每秒274公里自转，使其在赤道处向外拱起。[69]
天体模型指出天狼星A形成于一次分子云坍塌的时候，到了1千万年之后，其能源的生成已经完全由核聚变提供。其核心成为了对流层，并利用碳氮氧循环制造能量。[11]人们预测，天狼星A会在其形成之后10亿年（109）之内用尽储存在核心的氢。此时它会经历红巨星阶段，然后再温和下来，成为一颗白矮星。
天狼星A的光谱又著很深的金属线，显示出一些重于氦的元素的增强（如铁）。[11][63]相比于太阳，天狼星A大气层里相对于氢含量的铁含量为，[10]也等于100.5，意思是说它大气层中的铁的含量是太阳的316%。不太可能整颗恒星都富有金属元素，而其实这些金属元素都可能是悬浮在位于表面的一层薄对流层上。[11]
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天狼星B
天狼星B的质量几乎相等于太阳的质量，并且是已知最大质量的白矮星之一。它差不多有平均的0.5至0.6太阳质量的两倍。然而这么多物质却被压缩成约为地球的大小。其目前的表面温度为25,200 K。[6]但是，由于在内部已经没有能量的生成，剩余的热量会以辐射的形态放射出外太空，天狼星B终究会逐渐冷却，需时多于2亿年。[70]
一颗恒星要经过主序星和红巨星阶段才会成为白矮星。天狼星B成为白矮星时的年龄比它现在的年龄小一半多一点，约为1亿2千万年前。还是一颗主序星时它估计有5个太阳质量大。[6] and was a B-type star (roughly B4-5)[71][72]天狼星B是红巨星的时候，可能增加了其伴星天狼星A的金属量。
天狼星B最初由碳及氧元素组成，这两种元素是形成天狼星B的已死亡恒星里的氦核聚变产生的。[6]这些元素被更轻的元素覆盖，并根据质量来分层，因为天狼星B有着高表面重力。[73]因此，天狼星B的外层大气层几乎为纯氢，宇宙中最轻的元素，光谱中也找不到任何其它元素。[74]
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天狼星超级疏散星团
在1909年埃希纳·赫茨普龙是第一位提出天狼星是大熊座移动星群之一的人，他在观测天狼星系统在天空中的移动路径之后得出这个结论。大熊座移动星团是由220颗恒星组成的，并在太空有相同的移动路径。其最初形成时是疏散星团的一部分，从此便逐渐脱离引力的牵引。[75]不过，在2003年和2005年作出的分析却表示天狼星未必属于这一星团。大熊座移动星团估计年龄为4到6亿年，而天狼星的金属量和太阳的相似，因此年龄只有2亿多年，对于这星团来说太年轻。[6][76][77]天狼星可能属于一个“天狼星超级疏散星团”，该疏散星团的明亮成员恒星可能包括御夫座β、北冕座α、巨爵座β、波江座β和巨蛇座β等。[78]此星团是太阳附近500光年以内的三个星团之一。其余两个为毕宿星团和昴宿星团，都各有几百颗恒星。.[79]

天狼星A/B
（大犬座α）
Sirius A / B
天狼星的位置
观测资料
历元 J2000.0 (ICRS)
星座 大犬座
星官 天狼 (井宿)
赤经 06h 45m 08.9173s
[1][2]
赤纬 −16° 42′ 58.017〃
[1][2]
视星等 (V) −1.47 (A)[1] / 8.30 (B)[3]
特性
光谱分类 A1V (A)[1] / DA2 (B)[3]
B-V 色指数 0.01 (A)[1] / −0.03 (B)[3]
U-B 色指数 −0.05 (A)[4] / −1.04 (B)[3]
变星类型
天体测定
径向速度 (Rv) −7.6[1] km/s
自行 (μ) 赤经(RA): −546.05[1][2] mas/年
赤纬(Dec.): −1223.14[1][2] mas/年
视差 (π) 379.21 ± 1.58 mas
距离 8.6 ± 0.04 光年
(2.64 ± 0.01 秒差距)
绝对星等 (MV) 1.42 (A)[5] / 11.18 (B)[3]
目视联星轨道
伴星 α CMa B
周期 (P) 50.09 年
半长轴 (a) 7.56"
离心率 (e) 0.592
轨道倾角 (i) 136.5°
交点 (Ω) 44.6°
近星点 历元 (T) 1894.13
详细资料
质量 2.02[6] (A) /
0.978[6] (B) M⊙
半径 1.711[6] (A) /
0.0084 ± 3%[7] (B) R⊙
表面重力 (log g) 4.33[8] (A)/8.57[7] (B)
亮度 25.4[6] (A) /
0.026[9] (B) L⊙
温度 9,940[8] (A) /
25,200[6] (B) K
金属量 [Fe/H] =0.50[10] (A)
自转 16 km/s[11] (A)
年龄 2-3 × 108[6] 年
其他命名
System: α Canis Majoris, α CMa, 9 Canis Majoris, 9 CMa, HD 48915, HR 2491, BD -16°1591, GCTP 1577.00 A/B, GJ 244 A/B, LHS 219, ADS 5423, LTT 2638, HIP 32349.
B: EGGR 49, WD 0642-166.[1][12][13]

教父。