词条北极星

描述: 北极星是距离北天极最近的亮星（1度以内）。它的正式名称是小熊座α星，通常被称为北极星，在中国也叫勾陈一、北辰、宸极。北天球的所有恒星都似乎围绕着它旋转，因此它是进行导航和天体测量的绝佳固定点。它的地平高度可以提供观测地点的大致纬度。不过，由于地球自转轴的进动，北极星在天球上的位置正在慢慢发生变化，因此再过几个世纪，北极星就不再能指示北天极的位置了。

北极星是一个由三合星系统。主星是一颗黄超巨星，被命名为北极星Aa；伴星是一颗较小的主序星，被命名为北极星Ab。它们在非常近的轨道上相互绕转运行。这对恒星还有一颗较大的伴星——北极星B，它是一颗主序星，在2400个天文单位的距离上运行，轨道周期约为29.3年。北极星B可以用普通望远镜分辨出来。哈勃太空望远镜能够分辨出北极星三合星系统的所有三个成员。北极星的视星等会有波动，这是因为北极星Aa是一个仙王座变星。北极星系统距离地球约447光年。

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如梦如幻的星空和气流

图注： 2022年国际天文学联合会天文教育办公室天文摄影大赛获奖作品，类别：天体图案静态图像。这张壮观的图片展示了2019年8月拍摄的内蒙古沙漠上空夜空中可见的一系列显著星座。左下角的黄色恒星是大角星，它是夜空中最亮的恒星之一，也是牧夫座中最亮的恒星。北斗七星的斗柄指向这颗明亮的恒星，北斗七星也位于牧夫座上方。北斗是中国传统的星座，被视为载有贵族审判者的战车。大角星被视为一个单星星群，名为“角”，它是中国春季超级星座——东方青龙的一部分。北斗的斗柄指向照片顶部的恒星，现在称为北极星。在古代中国，北极附近没有明亮的恒星，因此北极附近的恒星被认为属于紫禁宫星座中的皇帝及其家族。至少在中世纪时期，北极星就被认为是天帝星座的一部分。这张图片的右上角也可以看到北冕座，尽管并不完整。它在中国被称为 "蟠龙"。它具有独特的半圆形，是现代88个星座中较小的一个，但它的历史可以追溯到至少三四千年前，通过罗马的“皇冠”、希腊的婚礼“花环”和巴比伦的“尊严星群”得以追溯。现代名称在拉丁语中字面意思是“北冕”。在图片的右上边缘，我们发现了现代仙后座的一部分，在中国古代被认为是“飞廊”和“辅路”。仙后座的W形状被照片的边缘切断了，但其南部和东南部的星座——仙女座和英仙座——清晰可见。我们特别看到了仙女座星系，这是肉眼可见的最远天体。它位于银河系带的最外层边缘，这可能解释了为什么它没有在古代星表中被明确提及，因为它被误认为是银河系的一部分。照片还清晰地展示了银河系中肉眼看起来并不明亮的红色部分，以及由同一分子云形成的疏散星团，即年龄相似的恒星群。这个区域是中国传统天文学中许多大小星群的一部分。
来源： Likai Lin/IAU OAU

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北斗七星，七颗明亮的星星，形状像一个水瓢，在一年四个季节分别观察，每次都呈现不同的角度

四季的北斗

图注： 2022年国际天文学联合会（IAU）OAE天文摄影比赛静态天体图案类别获奖作品。随着地球围绕太阳运动，夜空中恒星的位置在一年中也会发生变化。这幅马赛克作品很好地体现了这一点，它是 2020 年全年在意大利威尼托地区拍摄的四季图像，显示了小熊座和大熊座的明显运动。随着地球围绕太阳公转，夜空中恒星的位置在一年中似乎也会发生变化。诞生于意大利威尼托地区的这幅拼接图很好地体现了这一点。这幅作品的拍摄贯穿了2020年的四季，展示了小熊座和大熊座的视运动。小熊座是北天球的一个星座，包含了北天极。在我们这个时代，北天极的位置由一颗明亮的恒星——北极星来标记。几个世纪以来，北极星一直被用于北半球的导航，因为在大约200年的时间里，北极星几乎一直精确处于北天极的位置。但在中世纪和古代，并没有北极星，北天极位于没有恒星的黑暗区域，因此古希腊人将小熊座视为更容易辨认的大熊座的伙伴。在古希腊人眼中，这两个星座中最亮的几颗恒星也是一辆战车，正如公元前3世纪的阿拉图斯在著名的教诲诗中所写的那样。大熊座最有名的星群由七颗恒星组成，在北半球各地有不同的名称。希腊人认为它是一辆战车，中国人称它为“北斗七星”，古罗马人则将它视作“七牛”。古希腊人认为，朝着大熊座上方的地平线方向行进，就意味着朝着熊的国度（北欧）前进。如果考虑到七颗亮星附近所有较暗的恒星，就能清楚地辨认出一种动物。他们认为这是一只母熊，因为希腊神话将这种动物与仙女卡利斯托联系在一起，卡利斯托的故事描述了女性的启蒙仪式。大熊座的得名是出于导航的目的——对希腊人来说，向着大熊座出现的地平线方向行进，就意味着前往熊的国度（北欧）。如果考虑到七颗亮星附近所有较暗的恒星，就能清晰地辨认出一只动物。他们认为这是一只母熊，因为希腊神话将母熊与仙女卡利斯托联系在一起，她的故事描述了女性的启蒙仪式。左上方是春季傍晚拍摄的照片，左下方是夏季傍晚拍摄的同一片夜空。按照逆时针方向，我们在右下方看到的是秋季的夜空，而右上方最后显示的是冬天的这部分夜空。请注意，小熊座和北斗七星的相对位置并没有变化，但所有恒星似乎都围绕北极星转了一圈——这颗指向正北的恒星位于地球自转轴与天球相交处。因此，星座在一年中的移动可以看作地球钟或是地球日历，被古代文明用来测量自己在一年中所处的时间，并预测季节的变化。例如，它有助于确定播种和航海的最佳时间，因为风会随着季节而变化。
来源： Giorgia Hofer/IAU OAE

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北斗七星和新智彗星 C2020 F3

图注： 这段延时摄影记录了2020年7月拍摄的三帧画面中标志性的北斗七星的轨迹。影像在意大利的三个地点拍摄：拉瓦雷多三峰（Tre Cime di Lavaredo）奥隆佐迪卡多雷、里特山（Monte Rite）奇比亚纳迪卡多雷，以及拉佐牧场（Casera Razzo）维戈迪卡多雷。这场视觉奥德赛展示了北斗七星的迷人轨迹，并在夜空中绘制出天体画卷。它不仅描绘了这个著名星群的轨迹，还捕捉到2020年7月照亮天空的罕见新智彗星 C/2020 F3 这一非凡的天文事件，为我们的夜空增添了光彩。
来源： 乔尔贾·霍弗/国际天文学联合会教育办公室 (CC BY 4.0)

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用撒丁岛射电望远镜 SRT 观测北斗七星

图注： 这段延时摄影捕捉了来自国家天体物理研究所 (INAF) 的 64 米撒丁岛射电望远镜 (SRT) 周围的恒星运动，特别是在天球背景下著名的北斗七星。随着飞机飞过和射电望远镜旋转，著名的北斗七星在天空中下沉，镜头也随之移动。恒星的轨迹与射电望远镜的巨大天线之间的和谐互动，为 2019 年 9 月拍摄的宇宙芭蕾谱写了一曲令人着迷的视觉颂歌。
来源： Antonio Finazzi/IAU OAE (CC BY 4.0)

License: CC-BY-4.0 知识共享许可协议署名 4.0 国际 (CC BY 4.0) 图标

莫诺湖上空的北斗七星

图注： 北斗七星优雅地移动于加利福尼亚州莫诺湖超凡脱俗的凝灰岩层之上。延时摄影捕捉了北斗七星穿过北方地平线直至下合的过程。在莫诺湖的纬度（+38°）上，北斗七星的星星几乎都是环极星，除了阿尔凯德（Alkaid）。北极星位于地平线之上38°的位置，正好在视野的右上角之外。月光将大地笼罩在柔和的光晕中，随着月亮落下，光晕逐渐变暗，整个场景陷入黑暗之中。
来源： Fabrizio Melandri/IAU OAE (CC BY 4.0)

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相关图表

南极座星图

图注： 南极座及其明亮恒星与周边星座示意图。从顶部开始沿顺时针方向，南极座周边的星座依次为：水蛇座、印第安座、孔雀座、天燕座、蝘蜓座和山案座。南极座（Octans）是一个相对暗淡的星座，其特殊意义在于它位于南天极所在区域。与北天相对明亮的勾陈一（北极星）不同，作为南天极标志的南极座σ星肉眼观测时几乎难以辨认。南极座位于南天极区域，因此整个南半球均可观测，北半球赤道附近地区也能看到其部分星区。对南半球大部分区域而言，该星座属于恒显星座（常年不落）。最佳观测时段为北半球秋季（南半球春季）的夜晚。该图绘制了南天极周围的区域。恒定赤经线在此汇聚。图中上下边框标注的X轴数值（以小时为单位）即代表这些赤经线的具体数值。环绕天极的实线圆环标示-80°赤纬线，而右侧不完整的较大圆环则对应-70°赤纬线。图中标注的恒星大小对应其视星等——衡量天体视亮度的标准，较大的圆点代表着较亮的恒星。图中的希腊字母标注着星座中最亮的恒星。这些恒星按亮度排序，最亮的一般被标记为α星，第二亮的一般为β星，等等，不过这种字母排序并不总是和实际亮度排序完全一致。图中虚线标注的是国际天文学联合会划定的星座边界，绿色实线则是一种常见的星座形象连线。需要注意的是，在实际观测时，这些边界与连线都不会出现在天空中。
来源： 国际天文学联合会天文教育办公室（IAU OAE）根据国际天文学联合会和《天空与望远镜》的原文改编

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小熊座星图

图注： 小熊座及其明亮恒星与周边星座示意图。从顶部开始沿顺时针方向，小熊座周边的星座依次为：仙王座、鹿豹座和天龙座。小熊座最亮的星是北极星，它位于北天极。整个北半球都能看到小熊座，南半球赤道地区也能看到其局部。在北半球温带及寒带地区，小熊座处于恒显圈内，而极其靠近北天极的北极星更是整个北半球的恒显星。小熊座的最佳观测期为北半球夏季与南半球冬季。本图绘制的是北天极周围的天区。赤经圈在北天极汇合。这些赤经圈的赤经值以小时为单位，标注在上下两侧的横轴上。一些赤纬圈以度为单位，标注在纵轴上。图中标注的恒星大小对应其视星等——衡量天体视亮度的标准，较大的圆点代表着较亮的恒星。图中的希腊字母标注着星座中最亮的恒星。这些恒星按亮度排序，最亮的一般被标记为α星，第二亮的一般为β星，等等，不过这种字母排序并不总是和实际亮度排序完全一致。图中虚线标注的是国际天文学联合会划定的星座边界，绿色实线则是一种常见的星座形象连线。需要注意的是，在实际观测时，这些边界与连线都不会出现在天空中。
来源： 国际天文学联合会天文教育办公室（IAU OAE）根据国际天文学联合会和《天空与望远镜》的原文改编

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