北极星,揭秘那颗指引正北的神秘恒星

我们来详细了解一下北极星：
"北极星是什么样的恒星？"
1. "类型：" 北极星（当前指 Polaris A）是一颗 "造父变星 (Cepheid variable star)"。这意味着它的亮度会周期性地、规律地变化。它还属于 "黄超巨星 (Yellow Supergiant)" 的后期阶段，体积非常巨大，比我们的太阳大很多倍。 2. "距离：" 它距离地球大约 "430光年"。这个距离相对恒星来说不算特别近，但也不算极其遥远。 3. "组成：" 它实际上是一个 "聚星系统 (Star System)"，由至少三颗恒星组成。我们通常看到的主星是 Polaris A，它是一颗非常亮的造父变星。旁边还有两颗较小的伴星 Polaris B 和 Polaris Ab。 4. "特性：" 作为一颗造父变星，它的亮度变化周期与它的光度（绝对亮度）有明确的关系。天文学家利用这种“标准烛光”的特性，可以测量出它以及其他类似恒星的距离，这对于测定宇宙尺度至关重要。
"为什么它可以一直在天空中位于正北方？"
这并不是因为北极星本身“固定”不动，而是因为地球自转轴指向它附近的结果。原因如下：
1. "地球的自转轴指向北极星：" 地球并非完美球形，它有一个地轴，并且这个地轴

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大家好，我是魅力科学君，今天我们要聊的话题是：北极星是什么样的恒星？为什么它可以一直在天空中位于正北方？好的，我们不说废话，这就开讲。

现在我们所看到的北极星，被称为“勾陈一”，在天空中位于小熊座，距离我们大约433光年，由于它在这个星座中视亮度最高，因此它也被称为小熊座α星。

观测数据表明，“勾陈一”其实并不是单独的一颗恒星，而是一个“三星抱团”的组合，天文学上管这叫“三合星系统”。也就是说，我们肉眼看到的北极星，实际上是由三颗恒星组成的。

“挑大梁”的当然是最亮的那颗，我们可以将它称为“北极星Aa”，它是一颗“黄超巨星”，其质量约为太阳的5.4倍，半径约为太阳的37.5倍，光度可达到太阳的1260倍左右，我们的肉眼能清楚看到的，主要就是这颗恒星发出的光。

另外两位成员，我们可以将其分别称为“北极星Ab”和“北极星B”，它们的质量分别约为太阳的1.26倍和1.39倍。这三颗恒星的运行状态可以简单地描述为，“Aa”和“Ab”这两颗恒星组成了一个双星系统，而“B”星则远远地围绕着这个双星系统运行。

要理解北极星为什么可以一直在天空中位于正北方，我们需要了解一个被称为“北天极”的概念。简单来讲，地球一直在自转，其自转轴朝北的一端延伸出去，跟我们头顶上的“天球”（就是我们看到的整个天空）相交的那个点，就是“北天极”。

由于北极星在天空中离这个“北天极”非常近，因此在地球自转的过程中，它在天空中的位置变化就极为微小，我们根本就察觉不到，所以在我们眼中，它就一直在天空中位于正北方。

你可能会问，地球不是还绕着太阳公转吗？难道对北极星的位置没影响？影响肯定是有的，但是因为北极星离我们实在太远了（433光年啊），地球绕太阳这点儿“小圈圈”造成的视角变化，对于那么遥远的北极星来说，完全可以忽略不计。这就像是你看远处的一座高山，你在这边走，那山的位置看起来还是没啥变化一样。

还有，北极星本身也不是静止的，它和我们太阳系也在宇宙中各自“飞驰”，彼此之间也有相对运动。但是，同样的道理，因为距离太远，这点相对运动造成的北极星在地球夜空中的视位置变化，也是极其微小的，没有个几千几万年的时间，根本察觉不出来。

你可能又会问了，短时间内察觉不出来，但时间长了肯定会察觉出来，随着时间的流逝，北极星最终会离开“北天极”，到那个时候，它还是北极星吗？

实际上，北极星的定义就是“我们肉眼可见的最靠近北天极的恒星”，用大白话来讲，北极星就像是一个称号，夜空中的恒星谁离“北天极”最近，并且足够亮，能被我们看到，谁就能获得这个称号。

所以如果现在的北极星在未来离开了“北天极”，那它就不能被称为北极星了，其称号则会由当时的另一颗“我们肉眼可见的最靠近北天极的恒星”取代。

需要知道的是，尽管地球的公转和太阳系的运动，对地球夜空中那些恒星的视位置变化影响极其微小，但有一种现象却能加速这个变化过程，是什么呢？答案就是：地球进动。

简单来讲，由于地球不是一个完美的均质球体，月球和太阳对其的引力作用也就不是绝对均衡的，而这种情况就会产生一个扭矩，进而导致地球的自转轴不能保持在空间的同一方向上，而是会绕着地球与黄道平面垂直的轴线做周期性的圆周运动。

这种现象就被称为地球进动，根据科学家的测算，其周期约为2.6万年，也就是说，地球自转轴北端指向的“北天极”，在星空背景上也会以2.6万年为一个周期，画一个大大的圆圈。

所以一个简单的道理就是：既然“北天极”的位置都变了，那原来离它近的恒星，也就慢慢就远了，而原来离它远的恒星，可能就转到它附近了，如此一来，北极星这个称号就会由不同的恒星“轮换”。

相对而言，这可比地球的公转和太阳系的运动所造成的影响快得多了，实际上，“勾陈一”获得北极星的称号，其实也就只有800多年的时间，科学家推测，它将在大约500年后偏离“北天极”，届时的北极星称号将由“勾陈四”获得，而在大约800年后，北极星又将是“少卫增八”，随后，另外的恒星又会将其取代……

（↑“少卫增八”之后将获得北极星称号的部分恒星列表）

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注魅力科学君，我们下次再见。