北極星是夜空中肉眼可見的恒星之一,其視星等約為2等。那么,如何找到夜空中的北極星呢?如果用天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)北極星會(huì)是怎樣的呢?
北極星是離北天極最近的明亮恒星,地球自轉(zhuǎn)軸幾乎指向這顆恒星。因此,在地球的自轉(zhuǎn)過(guò)程中,北極星在夜空中的位置幾乎不會(huì)發(fā)生變化,不會(huì)像其他恒星那樣隨著地球自轉(zhuǎn)而東升西落。
北極星所在的方位就是地理正北的方向,朝著正北方向看去,可以看到一顆比較亮的星星,那就是北極星。如果認(rèn)識(shí)北極星,就能通過(guò)它在夜晚識(shí)別出方向。
還有一種尋找北極星的方向比較容易,只需借助夜空中非常顯眼的七顆恒星——北斗七星。位于大熊座的北斗七星在夜空中很容易找到,因?yàn)樗鼈兊牧炼容^高,并且形狀很容易辨識(shí)出來(lái)。找到北斗七星之后,只要沿著勺子開口方向的兩顆恒星延長(zhǎng)線望去,可以找到一顆比較明亮的恒星,那就是北極星。
如果天文望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀測(cè)北極星,也不會(huì)看到北極星的什么細(xì)節(jié),盡管北極星本身要比太陽(yáng)大得多,質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)5倍,半徑超過(guò)太陽(yáng)35倍。這是因?yàn)楸睒O星離我們太過(guò)于遙遠(yuǎn),距離可達(dá)430光年,相當(dāng)于4300萬(wàn)億公里。如果想要通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡看到太陽(yáng)大小的北極星,需要的天文望遠(yuǎn)鏡口徑將近2公里,具體計(jì)算公式如下:
天文望遠(yuǎn)鏡口徑=1.22×波長(zhǎng)×距離/太陽(yáng)直徑。
不過(guò),通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡,可以看到北極星的伴星。北極星其實(shí)是一個(gè)擁有三顆恒星的三合星系統(tǒng),伴星北極星B距離主星北極星Aa大約2400天文單位,它們之間的角距足夠大,所以北極星B很容易通過(guò)普通的天文望遠(yuǎn)鏡看到。盡管北極星B不是一顆明亮的恒星,它只比太陽(yáng)大了大約40%,光度約為太陽(yáng)的4倍。
但北極星Ab太過(guò)于接近北極星Aa,兩者的距離約為18.5天文單位,差不多是天王星與太陽(yáng)的距離。北極星Ab會(huì)被北極星Aa的亮光所淹沒(méi),所以很難看到北極星Ab。要知道,北極星Aa的光度超過(guò)太陽(yáng)1200倍,而北極星Ab的光度只有太陽(yáng)的3倍。因?yàn)楸睒O星Ab相對(duì)較小,僅略大于太陽(yáng)。直到2006年,哈勃太空望遠(yuǎn)鏡才首次直接觀測(cè)到北極星Ab。
另外,北極星還是最靠近地球的造父變星,這種恒星是確定距離的重要標(biāo)準(zhǔn)燭光,它們的光度會(huì)隨著時(shí)間呈現(xiàn)穩(wěn)定的周期變化。因此,北極星長(zhǎng)久以來(lái)受到了大量的研究。