为什么北极星对地球而言如此重要?指引方向(方位)

为什么北极星对地球而言如此重要?指引方向(方位)

为什么北极星对地球而言如此重要?最基本得答案是可以为我们指引方向!如果您曾经观察过北半球的夜空,您就会注意到其他天空似乎在四处移动的闪闪发光的物体。你看到的是北极星,也被称为北极星,它距离地球大约430光年,是小熊星座的一部分。

据哈佛天文学家、现为美国天文学会新闻官的里克·费恩伯格(RickFienberg)称,北极星之所以这样称呼是因为它在夜空中的位置几乎直接位于北极的正上方。

一、北极星不升也不落

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“所以,如果你晚上站在北极——北纬90度——抬头看,你会看到北极星就在头顶,”费恩伯格通过电子邮件说。“从北半球的其他纬度来看,如果您在晚上面向正北,并且在地平线上方的角度与您所在的纬度相同(例如,向上看大约45度——如果您住在俄勒冈州的波特兰,则在纬度45度北),你会看到北极星在那里闪耀。”

北极星引人注目,因为与天空中的所有其他星星不同,北极星每天晚上从黄昏到黎明都在同一个位置,既不升起也不落下,据Fienberg说。它迫在眉睫的存在让一些人错误地认为它是天空中最亮的星星(它实际上是第48颗最亮的星星)。即便如此,它的亮度仍是我们太阳的2,500倍,因为它是一颗巨大的超巨星,直径几乎是太阳的40倍,质量是太阳的5倍。但北极星也恰好距离肉眼可见的恒星很远,这降低了它的亮度。

二、谁首先发现了北极星?

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Milky Way stars. Digital illustration, no elements of NASA or other third party.

谁发现了北极星?这是一个复杂的问题。根据朱利奥·马格利(GiulioMagli)的著作《古埃及的建筑、天文学和神圣景观》,古王国的古埃及天文学家在4,700到4,100年前拥有一颗北极星,他们象征性地用雌性河马表示。但它不是北极星。

那是因为人类对北极星的看法随着时间的推移而发生了变化。前天文学教授、现任埃伯利学院副院长克里斯托弗·帕尔马(ChristopherPalma)解释说:“如果你将连接地球南北两极的线想象成地球围绕着旋转的轴,那么该轴就会在自己的圆圈中缓慢移动。”宾夕法尼亚州立大学科学博士,在一封电子邮件中。“通常,这与顶部或旋转的硬币开始‘摇摆’然后从其一侧倒下时发生的情况进行比较。我们说地球的北极在‘进动’,即从北极出发的线到南极点划出一个周期为26,000年的圆。”

因此,“在很长一段时间内(超过几千年),北极相对于星星移动,”帕尔马继续说道。“所以几千年前,地球上的人们看到[星座]天龙座中的图班星出现在正北,而不是北极星。”

三、导航中的北极星

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北极星似乎是由生活在公元前85年至公元前165年的天文学家克劳迪乌斯·托勒密(ClaudiusPtolemy)首次绘制的,这颗恒星靠近天体北极的位置最终对航海者有用。

“晚上,在北半球,如果你能看到北极星,你总能分辨出哪条路是北(进而,哪条路是南、东和西),”Fienberg说。“现在是真的,它已经真正的(包括在数百年的探索的年龄在15至17世纪),它会为数百个年真。你也可以告诉你的纬度,因为从角”北极星的地平线与您的纬度相同(无论如何,在一个度以内)。但是,一旦您从赤道向南行驶,北极星就会下降到地平线以下,因此它不再用作导航辅助工具。”

此外,使用北极星的导航员必须考虑到这颗恒星并非正好位于北极上空,而是偏移了39弧分,该大学教授天文学的实验室经理兼兼职教员RichSchuler解释说。圣托马斯在明尼苏达州圣保罗的电子邮件采访中。(他是《科学美国人》2002年北极星入门读物的作者。)他说,这相当于44.7英里(72公里)的误差。

四、这就是北极星闪烁的原因

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关于北极星的另一件有趣的事情是,它是天文学家所说的造父变星。“这颗恒星脉动是因为它处于不稳定状态,”帕尔马说。“它会膨胀,当它膨胀时,恒星的外层会变得透明,然后使恒星冷却。由于冷却,它会收缩直到再次变得不透明,从而使其发热又涨又涨。它会一遍又一遍地这样做,进进出出,导致它的亮度波动。”

尽管您无法分辨何时凝视夜空中的北极星,但它实际上是三重星系统的一部分。“两颗较暗的恒星(北极星Ab和B)的亮度没有变化,因为它们位于‘主序带’上,或者仅在恒星的核心通过将氢核融合成氦核来产生能量,”舒勒解释说。

北极星不会永远成为北极星。“如果你看一下14,000CE点,你会看到一颗比北极星亮得多但离圆更远的恒星,”Fienberg说。“那是织女星,我们的后代在大约12,000年后(如果人类还在的话)将把它视为他们的北极星。”

五、北极星到底是不是某一颗星星?答案不是

北极星每隔25800年就要循环一次,例如现阶段的北极星叫做勾陈一,但是到了公元14000年,就会变成织女星。从宇宙的时间上来看,北极星不但会变化,而且变得很快。

北极星,又称北辰、紫微星,指的是最靠近北天极的一颗恒星,现阶段所指的是“勾陈一”

北极星位于地球地轴的北端,在北斗七星中的天璇与天枢连线的五倍延长线上。由于地球的自转,而北极星正好又处在天球转动的轴上,所以相对其他恒星静止不动。北极星距地球约434光年,直径约为5200万公里。

”勾陈一”实际是由北极星Aa、北极星B以及北极星Ab三个天体组成,曾被命名为织女星,其名来自于旧石器时代晚期的拿兹氏(母系氏族部落首领)织麻成衣的典故,而现在因最靠近北天极而被称为北极星。

其中主星北极星A是一个巨大的、明亮的、年迈的黄色超巨星。北极星A质量是太阳的6倍,如果将它和太阳放在一起,亮度是太阳的2000倍。

北极星是天空北部的一颗亮星,离北天极很近,差不多正对着地轴,从地球北半球上看,它的位置几乎不变,可以靠它来辨别方向。由于地球的自转,而北极星正好处在天球转动的轴上,所以相对其他恒星静止不动。

但由于岁差,北极星并不是位置永远不变的某一颗星,到公元14000年将是织女星。每隔25800年,极星要循环一次。

比如在麦哲伦航海的时代,勾陈一距离北天极有约8度的角度差,而进入21世纪,勾陈一更靠近北天极了,角度差只有40’,天文学家根据地轴摇摆和恒星引力计算,到公元2100年,勾陈一将到达离北极点正上方最近的位置,它距离北天极将只有28’,然后,勾陈一就将逐渐远离北天极。

北极星是小熊星座中最亮的一颗恒星,也就是小熊座α星。它是一颗光谱型为F型的黄巨星,距离地球约434光年,质量约为太阳的4倍,是离地球较远的一颗亮星,在星座图形上,它正处于小熊的尾巴尖端。

勾陈一也是一颗三合星。在北斗七星前端的天璇和天枢两星之间连一条直线,再向天枢方向延长5倍的距离,便遇到颗明亮的2等星,它就是勾陈一。这是寻找勾陈一的最简便的方法。

北极星(勾陈一)也是一个三合星系统,较远的伴星(PolarisB)使用小型望远镜就可以清楚观测到,而较近的那颗伴星(Polaris)因距离北极星太近(视距离只有0.2″,实际距18.5)而且太暗而无法得见。

直到2005年8月初才由哈勃望远镜拍到其影像:北极星在很靠近地球北极指向的天空。因此,看起来它总在北方天空。正是因为它所处的位置重要,才大名鼎鼎。

六、北极星的不动秘密有那些

因为地球是围绕着地轴进行自转的,而北极星与地轴的北部延长线非常接近,所以夜晚看天空北极星是几乎不动的,而且在头顶偏北方向,所以才可以指示北方。

虽然在一年四季里,由于地球绕太阳公转,地轴倾斜的方向也发生变化,但是北极星距地球距离远远大于地球公转半径,所以地球公转带来的地轴变化可以忽略不计。

于是一年四季里,我们看到在天空的北极星位置好像都是在正北方不动的,其实只是我们肉眼观察不到细微的变化,觉得地轴一直指向于北极星。

 

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