在夜空中的衆多星星中,北極星是非常有名的,可以說地球人都知道這顆星星的存在,但如果問起北極星是什麼樣的恒星?離我們有多遠?和太陽相比大小如何?為什麼北極星始終在正北方?估計就沒有多少人能給出準确的答案了。
甚至在仰望星空的時候,很多人都不能确定到底哪顆星星是北極星(畢竟北極星的視星等為1.98等左右,在天空中并不是特别亮),不過沒關系,下面我們就來了解一下這顆“既熟悉又陌生”的星星。
如何找到北極星想要在天空中快速找到北極星,首先你需要确定自己所在位置的緯度,然後再面對正北方,将自己的視線擡高到與緯度數值相同的角度(比如說緯度是北緯35度,那麼你就以35度的角度看向正北方的天空),一切順利的話,你就可以在自己的視野中心看到一顆較亮的星星(相對于其附近的星星),這顆星星就是北極星。
如果不能确定的話,你還可以通過北鬥七星來找到北極星,在夜空中,北鬥七星是由七顆較亮的恒星構成的一把“勺子”,相對北極星來講,北鬥七星更容易找到,在确定了北鬥七星之後,你隻需要沿着這把“勺子”的“鬥口”方向尋找,就可以找到北極星(如下圖所示)。
北極星的具體情況
現在的北極星(Polaris)又稱“勾陳一”,距離我們大約433光年,它其實是一個三合星系統,由“北極星Aa”(Polaris Aa)、“北極星Ab”(Polaris Ab)和“北極星B”(Polaris B)組成,其中我們肉眼可見的隻有“北極星Aa”,“北極星Ab”則是其伴星,而“北極星B”則運行在更遠的位置,軌道距離約為2400天文單位(如下圖所示)。
“北極星Ab”和“北極星B”的質量與太陽相差不大,分别為太陽質量的1.26倍和1.39倍,而“北極星Aa”就要大得多了,最新觀測數據顯示,其質量約為太陽的5.4倍,直徑約為太陽的37.5倍(大約5200萬公裡),體積約為太陽的5.3萬倍。
按照恒星的分類,“北極星Aa”屬于光譜類型為F型的黃巨星,和太陽相比,“北極星Aa”内部的核聚變反應要猛烈很多,以至于它的光度高達太陽的2000倍左右,而其表面溫度也有大約6000K(比太陽略高)。
為什麼北極星始終在正北方?對于這個問題,一個簡單的答案就是:北極星的定義就是“距離北天極最近的亮星”(注:“北天極”是地球自轉軸和天球于正北方相交的虛拟點),而我們現在所看到的北極星恰好就是這樣一顆亮星,所以它就是“北極星”了。
宇宙萬物都是處于運動之中,随着時間的流逝,我們現在所看到的北極星在天空中的位置也會出現變化,但相對于人類的壽命而言,這種變化可以說是微不可察,因此就讓人感覺到它始終在正北方。
看到這裡可能有人要問了,如果把時間跨度拉長的話,那現在我們看到的北極星就會離開“北天極”,在這種情況下,它是不是就不應該稱為“北極星”了呢?答案是肯定的。
地球一直跟随着太陽在宇宙空間中運動,這會造成恒星在天空中的位置出現變化,但因為距離遙遠,所以這種變化是非常緩慢的,相對而言,“地球進動”造成的變化要“迅速”得多。
如上圖所示,地球的自轉軸并不是一成不變的,在太陽和月球的引力作用下,地球的自轉軸會有規律地發生旋轉,進而在空間中描繪出一個圓錐面,我們将這種現象稱為“地球進動”。
“地球進動”的周期約為2.57萬年,也就是說,每過2.57萬年,地球的自轉軸就會完成一次旋轉,從而造成“北天極”在天空中的位置也發生相應的改變,在這個過程中,被稱為“北極星”的恒星也就不是固定的恒星了。
實際上,“勾陳一”也隻是在大約800年前(公元2500年)才開始擔任“北極星”,而在大約500年之後(公元2500年),它就會離開“北天極”,屆時的“北極星”将由“勾陳四”擔任,當然了,“勾陳四”也不會一直是“北極星”,在大約800年之後(公元3300年),“北極星”的稱号将由“少衛增八”代替。
上圖列出了在未來會成為“北極星”的部分恒星,總而言之,在不同的時間段裡,“北極星”是不同的恒星,而北極星之所以始終在正北方,其實是因為我們人類一直在把“距離北天極最近的亮星”稱為北極星。
好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見。
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