北极星是那颗在任何时候都最靠近北天极的最显眼的恒星。现在公认的北极星是小熊座α星(中国星名为北辰或勾陈一),位于离北天极约0.7°处(2004年),它是一颗光谱型为晚型的F型高光度星,视星等为202等,距离地球为430光年,质量约为太阳的4倍,是离地球最近的造父变星。它正处于小熊的尾巴尖端。
北极星是天空北部的一颗亮星,距地球北极很近,差不多正对着地轴,从地球上看,它的位置几乎不变,可以靠它来辨别方向。
因为地球是围绕着地轴进行转动的,而北极星正处在地轴的北部延长线上,所以夜晚看天空北极星是不动的,而且在头顶偏北方向,所以才可以指示北方。又由于在一年四季里地轴倾斜的方向不变,而且北极星据地球距离远远大于地球公转半径,所以地球公转忽略不计,所以一年时间里我们看到在天空的北极星都是不动的,它的位置没有发生变化,地轴一直指向于北极星。
北极星是野外活动、古代航海方向的一个很重要指标,另外也是小至观星入门之辨认方向星座,大至天文摄影、观测室赤道仪的准确定位等皆为十分重要的作用。
北极星位于小熊星座,距地球约400光年,是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星。由于北极星最靠近正北的方位,千百年来地球上的人们靠它的星光来导航。
那么,你知道如何辨认北极星吗?北斗七星属大熊星座的一部分,北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这7颗星中有6颗是2等星,一颗是3等星。通过斗口的两颗星连线,朝斗口方向延长约5倍远,就能找到北极星。认星歌有:“认星先从北斗来,由北往西再展开。”初学认星者可以通北斗七星来依次找其他星座。
早在200多年前,天文学家赫舍尔就已发现北极星有一颗亮度较大的伴星——“北极星B”,它与北极星平均直线距离为2400个天文单位(一个天文单位是地球到太阳的距离,约1.5亿公里)。半个多世纪前,天文学家从北极星的引力波动上推测,它还有另一颗距离非常近的伴星,与“北极星B”一起构成三恒星系统。但这颗伴星因为和北极星距离太近、光芒太暗而从来没有被观测到。
美国哈佛——史密森尼安天体物理中心的南希·伊文斯等人,借助“哈勃”望远镜上的先进测绘照相机,在2008年8月首次观测到了这颗神秘的伴星——“北极星B”。他们发现,这颗伴星与北极星平均直线距离有18个天文单位。在地球上观察北极星和“北极星B”的这点距离,好比要从30公里外分辨出一个硬币,只有“哈勃”太空望远镜的先进测绘照相机才能做到。
天文学家还发现,北极星是一颗内部能量反应活跃的超巨星,其亮度是太阳的200多倍,而“北极星B”是正趋于沉寂的矮星。因此,它的光芒总被北极星所掩盖,成为一个“隐身伙伴”,而这次其隐身状态被“哈勃”识破了。
知识链接:有北极星为什么没有南极星
在距离地球北天极很近的天空中,有一颗小熊星座的2等星,称为北极星。北极星的位置总是在正北方,因此它就成为人们在夜晚辨别方向的标志。既然有北极星,那为什么没有一颗和北极星相当的南极星呢?在距离南天极的地方,有一颗叫做σ的星,它和北极星离北天极的距离几乎差不多。但是,这一颗σ星的亮度是北极星亮度的1/3左右。即使视力最好的人,也只可以在晴天没有云没有月亮的夜空里,细心寻找才可能看到它。很明显,一颗亮度不够的星星,是不能作为标志的。在南极星座中,即使是最亮的星也要比北极星暗一半,更何况它还离南天极较远,所以一颗不可能指示正南方向的星星,是不能称为南极星的。