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1 名师讲坛
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晴朗的夜空总是繁星点点,但有一颗星对于我们来说是很特别的,它就是北极星。有道是:“天上众星皆拱北,世间无水不朝东”,古人在观测星空时,很早就发现这样一个特殊现象:北极星的位置好像始终没有变化,而其他的星星每天都围绕着它在旋转。


北极星是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星,它是最靠近北天极的一颗星,所以北极星所在的地方永远是北方,也正因为如此,千百年来地球上的人们靠它的星光来导航。有些航海的人们迷路了,就会找到北极星来定位,即使没有罗盘,也可以辨别方向。

我们在夜晚仰望星空,看到星星在不同时间会有位置的变化,都是由于地球的自传造成的,其实天上的星体并没有动,而是我们的地球在动,比如冬天的夜晚天刚黑的时候,猎户座是在正南方向的位置,到了夜晚11点钟时它就在西南方向了,这正是由于地球自西向东自转造成的。

北极星正处在地轴的北部延长线上,地球围绕着地轴进行自转,所以北极星看上去是几乎不动的,就好像我们拨动地球仪,地球仪两极的两端和基座的连接点是不动的一个道理。然而地球却还在公转,那么按道理讲,北极星的位置是应该会有一些变化的,但是由于北极星距离我们太远了,有434光年的距离,所以虽然地球的公转过程中直径跨越了3亿公里的距离,但是看上去北极星的位置并没有什么变化。

如果以千年万年的长时间去观察的话,其实北极星的位置是有变化的,所以它在不同时代并不是指同一颗星,而是在不同时候最靠近北天极的看上去显眼的恒星,现在的北极星是一颗叫勾陈一的亮星,西名塞纳久(Cynosure)。此星位于小熊座小熊的尾巴尖处。在英文中,Cynosure又有吸引中心的意思,即表达众星围绕勾陈一转动的意思。

北极星会不断的变换星体,天文学家根据观测推测,到公元14000年时北极星的位置将不再是目前的勾陈一,而是织女星。每隔25800年,北极星要循环一次。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,而到今天,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。
说到北极星,同学们可能会联想到北斗星,它们是指的同一颗星体吗?它们之间有什么关系呢?
北斗星实际应该叫做北斗七星,是一个由七颗星组成的星座,与北极星不是同一概念,而北斗七星的形状就像把勺子,所以在夜空中十分容易辨认,因此人们经常会通过北斗七星来找北极星。
如何通过北斗七星来找北极星呢?首先先让我们认识一下这几个星。


这七颗星分别叫做 :天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。前四颗星叫“斗魁”,又名“璇玑”;后三颗星叫“斗杓”“斗柄”。这七颗星就是大熊座α、β、γ、δ、ε、ζ、η。
联接天璇β和天枢α两星的线延长约5倍处,可寻找到北极星。故β星和α星又名“指极星”。


我们再来看看它们在星座中的位置。
北极星位于小熊星座,它正处于小熊的尾巴尖端。而北斗七星属大熊星座的一部分,它们位于大熊的背部和尾巴。

北斗七星组成的图形永远不变吗?它永远是找北极星的"工具"吗?当然不是这样。宇宙间一切物体都在运动和变化之中,恒星也不例外。既然恒星也在运动,那么北斗七星组成的图形当然也在变化。这七颗星离我们的距离不等,在100光年,它们各自运行的速度和方向也不一样。天文学家们已经算出,10万年前看到的北斗七星组成的图形和10万年后将要看到的图形,都和今日的大不一样。
此外,北斗星的天玑、天权二星连线与开阳、摇光二星连线的焦点再与玉衡项链,延长七倍,也可以找到北极星。仙后座W形状的左右两条边连线的焦点,在与最中间的恒星连线延长五倍也是北极星的位置。

当然,北斗七星的作用不止是找北极星,我国古代人民还根据它的位置变化确定季节。
古人把北斗七星联系起来想象成为古代舀酒的斗形。七星中的天枢、天璇、天玑、天权四星为斗身,称为"魁";玉衡、天阳、摇光三星为斗柄,称为"杓"。

古人以北斗星斗柄指向的变化来确定季节的转换:"斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。"意思是北斗七星的勺柄方向朝地理的东方时,是春季。
北斗七星的勺柄方向朝地理的西方时,是秋季。
北斗七星的勺柄方向朝地理的南方时,是夏季。
北斗七星的勺柄方向朝地理的北方时,是冬季。




今天我们了解了许多北极星和北斗七星的知识,相信大家一定有许多收获,也很期待去观测星空,找一个晴朗的夜晚,去找一找北极星与北斗七星吧!

