勾陳一 (α UMi / 小熊座α )是小熊座 內最亮的恆星系統,總共有三顆。它非常靠近天球北極 (在2006年相距僅42′),是地球現在的北極星 。
物理性質
勾陳一是三合星 的系統,主星(勾陳一A)是一顆大的黃色造父變星 ,有一顆明亮的黃矮星 (勾陳一B)在2400AU 的距離上環繞著。勾陳一B早在1780就被威廉·赫歇爾 看見,能夠用現代的小望遠鏡觀察到。在1929年,發現勾陳一A是一顆分光雙星 ,有一顆非常靠近的矮伴星(稱為小熊座Pα、小熊座aα、或小熊座Abα)。在2006年1月,從NASA 公佈的哈伯太空望遠鏡 圖片中可以同時看見勾陳一三合星中的這三顆星。最靠近的矮星距離勾陳一A只有18.5AU [ 1] ,大約是太陽 至天王星 的距離,這也足以解釋為何會掩蓋在勾陳一A的光芒下了[ 2] 。
依據依巴谷衛星 的測量,勾陳一與地球之間的正確的距離是431光年 。進一步的詳細資料說明勾陳一A是一顆F7 的超巨星(Ib )或亮巨星(II )。兩顆較小的伴星:勾陳一B是屬於恆星分類中F3V 的主序星 ,以2,400AU 的距離公轉;勾陳一C則以非常靠近的18.5AU 的距離公轉。最近的觀測更顯示勾陳一可能是個由A 和F 型恆星組成,但已經潰散的疏散星團 的一部分。
勾陳一是屬於第一星族 造父變星 的巨星(因為它的高銀緯 一度曾經被認為是第二星族 ),因為造父變星 是測量距離時很重要的標準燭光 ,勾陳一因為距離很近而被密集的研究。大約在1900年,它的光度以3.97天的週期,以平均光度的±8%(大約是0.15星等)變化;但是在20世紀振幅很快的下滑,在1990年代中,變化量只有1%,並且維持著這樣的幅度。在同一時期,勾陳一的平均亮度增加了15%,周期也每年增加大約8秒鐘。
在近期的《科學 》雜誌報道,勾陳一現在的光度已經是托勒密 觀察時的2.5倍(現在是2等星,而在古代是3等星)。天文學家愛德華裘那(Edward Guinan)認為這個變化速率的紀錄是出人意料的,他說:「如果這些是真的,這個速率的變動是百倍於理論所預測的恆星演化 。」
北極星
因為勾陳一幾乎就在地球 自轉軸定義的北極 點的正上方——北天極 的位置上,因此在天空中幾乎是不動的點,而所有在北半球的恆星看似都繞著他在旋轉,因此他是在天文導航 和天體測量 上很好的測量定點,在上古亞述 時代的黏土板 上也找到了實際的證據。在現代,勾陳一距離北極 只有0.7°(是月球 直徑的1.4倍),在一恆星日 當中可以兩次正確的指示出正北的方位,其他的時間也可以指示出概略的方向,只要查表修正或用經驗法則 就可以定出北方。
藝術家概念下的北極星系統。
由於分點歲差 ,勾陳一不會永遠都是北極星。在數萬年間,進動 會使地球的自轉軸指向天空中不同的區域,軌跡成為一個圓環。圍繞著這個圓圈的其他恆星,包括右樞 、織女 ,在過去或未來都可以成為北極星。在不久的未來,勾陳一會成為更稱職的北極星,與北極點的距離將在2100年達到最小值(小於0.5°以下)。
在北半球 ,利用北斗七星 杓口的天樞 與天璇 ,被稱為指極星的大熊座 α星和β星,連線延伸,可以很容易的找到勾陳一;也可以利用仙后座 主要的恆星構成的「W」形狀來尋找。除了在赤道 附近的高處,在南半球 是看不見北極星的。
北極星的頭銜提高了勾陳一的聲望,常使人誤以為他是天空中最亮的恆星。由於勾陳一附近沒有相近的亮星,因此相對於鄰近的恆星是比較明亮的。他的亮度在全天排名第48,不能算是很亮的星。在天空最亮的恆星(除了太陽 之外)是天狼星 (參考冬天的天空 和恆星亮度列表 )。
沒有南極星 ,裸眼 能看見最靠近南極的是黯淡的南極座σ ,但有人直接稱他為南極星 ,不過明亮的南十字座 可以準確的指出天球南極點的方向。
距離
恆星視差的單位是秒差距 ,這是天體 到太陽 距離視差 角度的倒數。(1天文單位 和1秒差距 是不同的尺度,1秒差距 = 206,265天文單位。)
許多最近的論文計算出北極星的距離大約是434光年(133秒差距)[ 6] ,認同伊巴谷 天測衛星的測量值。較舊的估計值則往往更為接近100光年(只有323光年/99秒差距)[ 5] 。北極星是最靠近地球的造父變星 ,他的物理參數對宇宙距離階梯 是很重要的關鍵基礎[ 5] ,它也是唯一能以動態測量的質量。
依巴谷衛星 在1989年至1993年使用恆星視差 測量天體的距離,其精確度達到0.97毫角秒 (970微角秒),能夠準確測量1,000秒差距以內天體的距離[ 7] [ 8] 。儘管依巴谷衛星有著天體測量上的優勢,但是還是有些研究質疑其所測得的北極星距離數據,因為北極星不僅是一顆造父變星 ,還是聯星 [ 5]
下一部的高精度視差測量將由蓋亞 來執行,這是在2013年12月19日發射升空的天測衛星,恆星視差的精確度將達到20奈米秒角,在8,000秒差距(26,000光年)內的天體距離誤差將少於10%[ 9] 。蓋亞雖然不能測量像北極星這樣明亮的天體,但可以測量同一個星協 內其他成員的距離,藉以確定銀河系內一般的距離尺度。在較遠的距離上,電波望遠鏡可以準確的測量出視差,但需要有緻密電波源天體與恆星聯繫在一起,通常只能對低溫的超巨星或是有星周環輻射出微波激射(masers)的天體進行測量[ 10] 。
文化
在占星術 ,勾陳一是15顆貝赫尼安恆星 之一(behenian為阿拉伯語根"root"根源之意,Behenian fixed stars即固定基本星宿之意),他的符號是 。
在印度 的神話中,陀樓婆 王子受到尊貴的毗濕奴保佑成為永恆存在和榮耀的北極星(在梵文有陀樓婆月站,類似中國的二十八宿 ,「dhruva 」的意思是「不动、坚固、恒常」)。陀樓婆的生平,在印度是常被用來教導兒童要堅持不懈、熱忱、踏實和無畏的故事,见於《薄伽梵往世书 》中。
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參考資料
^ There's More to the North Star Than Meets the Eye . HubbleSite.org. [2020-08-31 ] (英语) .
^ Evans, N. R.; Schaefer, G.; Bond, H.; Bono, G.; Karovska, M.; Nelan, E.; Sasselov, D. Direct detection of the close companion of Polaris with the Hubble Space Telescope . American Astronomical Society 207th Meeting. January 9, 2006 [2007年2月9日] . (原始内容 存档于2007年1月24日).
^ Turner, David G.; Savoy, Jonathan; Derrah, Jayme; Abdel‐Latif, Mohamed Abdel‐Sabour; Berdnikov, Leonid N. The Period Changes of Polaris . Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2005-02-09, 117 (828): 207–220 [2018-02-24 ] . ISSN 1538-3873 . doi:10.1086/427838 . (原始内容存档 于2021-08-14).
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^ ESA Science & Technology - Gaia . sci.esa.int. [2020-08-31 ] . (原始内容存档 于2021-02-21).
^ Radio Telescopes' Precise Measurements Yield Rich Scientific Payoffs . [2013-02-22 ] . (原始内容 存档于2013-08-27).
外部連結
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