北极星

基本数据
| 星座 | 小熊座(小北斗斗柄末端) |
|---|---|
| 视星等 | 约2.0,变化极小 |
| 距离 | 约430光年(估计值不一) |
| 光谱型 | F7 Ib,黄白色超巨星 |
| 质量 | 约为太阳的5倍 |
| 半径 | 约为太阳的46倍 |
| 脉动周期 | 约4天(3.97天) |
| 北纬40°最佳观测季(傍晚) | 全年;永不落下,位于北方地平线上约40° |
| 如何寻找 | 沿北斗七星的两颗指极星延伸约28度 |
要点
- 北极星距北天极不到1度,所以当其余星空绕它旋转时,它几乎纹丝不动。
- 它并不特别亮,约为2等,在最亮的恒星中仅排在第50名左右。
- 它是一颗造父变星,一颗每四天膨胀收缩一次的超巨星,表面有暗斑和亮斑。
- 北极星是一个三合星系统,其中一颗伴星用小型望远镜就能看到。
- 地球缓慢的摆动使天极移动:北极星将在2100年前后最接近天极,在数千年间其他恒星会接替它的位置。
如何寻找
从北斗七星开始。斗勺外侧边缘的两颗星,天枢和天璇,被称为指极星。从天璇经天枢向斗勺外延伸,长度约为两星间距的五倍,大约28度。你会到达一颗中等亮度、周围颇为空旷的星:北极星。
秋天北斗位置低时,可以改用仙后座。它的W形位于天极的另一侧,北极星大致在仙后座和北斗七星的中间。北极星离地平线的高度约等于你所在的纬度,所以在北纬40°,它位于正北方上空约40度,也就是伸直手臂四个拳头的高度。
它是什么样的恒星
北极星是一颗F7型黄白色超巨星,距离约430光年,不过已发表的距离值各有不同。它看起来平凡只是因为遥远;它发出的光是太阳的一千多倍。
2024年的一项研究利用CHARA阵列(加利福尼亚州六台联合望远镜)测量了它的大小和质量。它的直径约为太阳的46倍,质量约为太阳的5倍。同一批图像还显示其表面有随时间变化的大型亮斑和暗斑,这在此类恒星上前所未见。
显著特征
北极星是离我们最近的造父变星。造父变星是以稳定节奏膨胀和收缩的脉动恒星,它们的脉动周期揭示了它们的真实亮度,因此是测量其他星系距离的关键标尺。北极星每3.97天脉动一次,但亮度变化不到0.1个星等,肉眼远远无法察觉。
它还是一个三合星系统。一颗近距离伴星约每30年绕它一周,距离太近,没有大型仪器无法看到。另一颗较远的伴星北极星B是一颗9等星,相距约18角秒,由威廉·赫歇尔在1780年首次记录。
北极星不会永远指示北方。地球自转轴大约每26,000年在天空中缓慢画出一个圆,这种运动称为岁差。如今北极星距天极约三分之二度;2100年前后它将最接近天极,距离略小于半度,之后天极会逐渐远离它。建造吉萨金字塔时,北极星是天龙座的右枢;约12,000年后,明亮的织女星将靠近天极。
名称与历史
它的西方名称Polaris来自拉丁语stella polaris,意为“极星”。几个世纪以来,对北半球的水手和旅人来说,它一直是北方的固定标志,也是快速估算纬度的方法。它甚至曾作为阿波罗宇航员飞往月球途中的导航星。
古代突厥民族想象天空绕着一根钉入其中的桩子旋转,称北极星为Demir Kazık(“铁桩”)或Altın Kazık(“金桩”),北斗七星仿佛被拴在它上面一样绕着它转。在今天的土耳其语中,它就叫Kutup Yıldızı,即极星。
观测技巧
在北半球,北极星每晚整夜可见,但在赤道以南看不到。它位置固定,非常适合练习星桥法,也适合用来校准望远镜的赤道仪。
要看出它是双星,可以用小型望远镜以中等倍率观察。暗弱的伴星就在旁边,这对双星是5至8厘米口径小望远镜的经典测试目标。用双筒望远镜可以在北极星附近看到一小段星弧,被称为“订婚戒指”,北极星就是戒指上的钻石。
试着把相机装在三脚架上朝北进行长时间曝光:其他恒星会绕天极画出圆弧,而北极星只画出一段极短的弧线。