請定好您的鬧鐘,今晚,我們一起利用北鬥七星去尋找北極星

2020-11-29 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

人們總是問如何找到北極星。很簡單！在北鬥七星碗狀部分最外面的兩顆星星之間劃一條線，它準確地指向北極星。

曾經，水手們的生計和生存取決於他們的幸運星，尤其是北鬥七星的指極星。偵察兵也學會了用北鬥七星和北極星來尋找北方。

北極星並不像人們通常認為的那樣是天空中最亮的恆星。它是一顆中等亮度的二等星，在黑暗的天空中很容易看到它。與其他恆星不同的是，北極星看起來固定在北方的天空中，而其他恆星要麼從東方升起、在西方落下，要麼繞著北極星旋轉。

肯·克裡斯蒂森捕捉到了北極星周圍這些光輝的星光軌跡。

如果你面向北極星站著，那麼你面對的方向就是北方；如果你背對著北極星，那麼你面對的方向就是南方。不過，你只能在北半球利用北極星來尋找方向。在南半球，北極星落在北方地平線以下。

每年的這個時候，在黃昏和傍晚，北鬥七星將照亮你東北方向的天空。順便說一下，北鬥七星不是一個星座。它是一個星群，或者說是一個引人注目的星體圖案。與許多星座不同的是，這個著名的星群看起來與其同名。它是天穹上幾種鬥宿圖案之一。

北鬥七星碗狀部分最外面的兩顆星星總是指向北極星。圖片由EarthSky臉書上的好友阿比吉特·尤文卡爾提供。

北鬥七星是大熊座的一部分。一些消息來源說，北鬥七星構成了熊的尾巴和後肢。很多人說他們看不到熊，但我想我在這些星星上看到過一隻熊，在每年的這個時候，在非常黑暗的夜晚。對我來說，北鬥七星看起來像是熊肚子的一部分。儘管如此，我腦海中的畫面，以及早期的天文學家認為他們看到的畫面，可能會有所不同。畢竟，天空就像一個巨大的羅夏墨跡測驗，它的星光圖案可以有多種解釋。你在北鬥七星和他的周圍看到了什麼？

總結：有一件事是肯定的，如果你在三月的一個晚上在東北方向找到了北鬥七星，並在它的碗狀部分找到了最外面的兩顆星星，你會發現這些星星指向北極星！試試看。

拓展：地球進動

我們稱之為「歲差」的現象是由希臘天文學家希帕丘斯發現的，他將自己大約公元前200年的記錄與更古老的圖表進行了比較。他所看到的是，他那一天的二分點（太陽穿過天赤道的路徑）在恆星之間的位置與150年前的對比圖所顯示的位置不同。這是由於地球自轉軸的迴旋擺動需要26000年才能完成。在這種擺動運動中，地球的傾斜大約保持在23.4度不變，但方向總是在變化。

歲差的一個結果是北極星正在緩緩移動。今天的「北極星」只是暫時的。織女星將在遙遠的將來成為我們的北極星。

另一個結果是，歲差在恆星年（實際）和熱帶年（太陽）年之間產生了差異，因為在一年的過程中，春分點的位置會略有變化。

進動的物理原因是地球的扭矩，主要是由太陽和月球的引力拉動地球的赤道凸起引起的。 如果地球不旋轉，則太陽和月亮將拉動地球，以使凸起在太陽地球軌道平面內保持平坦。

一些行星也有一些引力影響，但與太陽和月亮相比微不足道。 儘管如此，行星仍設法使圍繞太陽的地球軌道進動並變形。 地球軌道的傾斜度相對於太陽系的不變平面大約為71000年。 地球自轉軸進動點P = 112,000 yr，再加上25,770 yr進動點，使春分旋轉360度大約需要21,630年。 行星攝動還會引起地球軌道橢圓率的振蕩，其主要成分為413,000年，其中偏心率與其平均值0.0019相差± 0.012。

結合26000年的自轉軸旋轉，71000年的軌道旋轉導致地球軸傾斜41000年的振蕩，與23.3度的平均值大約正負1.3度。這個數字不是絕對穩定不變的，它受所有行星在當時時間上的位置影響。過去60萬年的傾角（傾斜）如下圖所示。

這種傾斜在9500年前達到了最大24.2度，此後一直在下降。現在傾角接近平均值，但傾角變化率接近最大值。

最令人吃驚的結果是，熱帶（北回歸線和摩羯座，在那裡最北或最南的太陽垂直線照射）正在向赤道移動。每年超過14米！臺灣政府於1908年在一個公園內豎立了一座標誌熱帶的紀念碑。真正的熱帶地區現在在這個地方以南一公裡多！北極圈也在向各自的兩極移動。溫帶地區每年覆蓋1550平方公裡的領土！

另一個結果可以從氧同位素資料中看到： 出現了一個41000年周期的循環氣候模式，即所謂的米蘭科維奇循環。這可以定性地理解為：當傾角較低時，極地獲得的陽光較少，氣候涼爽，並積累冰雪。地球所捕獲的太陽光總量保持不變，因此現在就確定傾斜變化是冰河時代的根本原因還為時過早。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

translate:歷下 ：清華園

author:earthsky

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