隨著最後一顆北鬥導航衛星成功飛上太空,我國的北鬥全球衛星導航系統已經全面完成了星座部署。北鬥衛星導航系統的名稱來自於北天夜空的著名標誌——北鬥七星。這七顆亮星排列成勺子狀,圍繞在北極星周圍,能夠幫助我們在夜晚辨別出方向,這也是為什麼我國的全球衛星導航系統會以此來命名。
那麼,為什麼北鬥七星能夠指示北方天空?它們與北極星有什麼關係?北鬥七星離地球多遠?它們在不在銀河系中?北鬥七星實際有多大呢?
天上星辰繁多,我們肉眼能夠看到的星星幾乎全都是恆星,這其中就包括北鬥七星,它們可以通過核聚變來產生光和熱,就像太陽一樣。由於包括北鬥七星在內的恆星都在太陽系外,遠離地球,所以我們感受不到它們的熱量,也看不出它們的真實大小。
地球以30公裡/秒的速度繞著太陽公轉,太陽又帶著地球等一眾太陽系天體以220公裡/秒的速度繞著銀河系中心公轉。雖然地球一直在太空中運動,但那些恆星都離我們極為遙遠,地球運動所造成的距離變化很小,所以恆星在夜空中的相對位置看起來基本上不會有什麼變化。
北鬥七星在空間中的方位剛好處在北天極附近,而北極星非常接近北天極。因此,無論地球怎樣繞著太陽公轉,地軸的北端始終指向北鬥七星和北極星所在的天區,所以這些星可以指示北方。
就像北鬥七星一樣,北極星也是恆星,並且是一個三體系統,另外兩顆伴星肉眼不可見。北鬥七星和北極星並無直接的關係,只是大致方位相同,它們之間的實際距離都非常遙遠,例如,北鬥七星中的天樞與北極星的距離為545光年。
同樣地,北鬥七星之間也都是沒有直接關係,它們各自都屬於自己的恆星系統。這幾顆恆星與地球的距離都為100光年左右,它們都是銀河系中的恆星。事實上,肉眼所能看到的恆星都沒有超出銀河系的範圍,而且與地球的距離大都沒有超過1000光年。下面簡單介紹一下北鬥七星:
瑤光距離地球104光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的6.1倍、3.4倍、594倍。瑤光是一顆十分年輕的恆星,它的年齡僅為1000萬年。
開陽距離地球83光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的2.2倍、2.4倍、33倍。開陽旁邊有一顆肉眼可見的伴星——輔,視力較好的人可以看到。通過天文望遠鏡分析,開陽其實屬於一個包含六顆恆星的系統。
玉衡距離地球83光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的2.9倍、4.1倍、102倍。玉衡屬於雙星系統,其伴星為褐矮星。
天權距離地球81光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的1.6倍、1.4倍、14倍。就像4.2光年外的「三體」南門二那樣,天權也是一個三合星系統。
天璣距離地球84光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的2.9倍、3倍、65倍。天璣是一個雙星系統,兩顆恆星互相繞行一周的時間為20.5年。
天璇距離地球80光年,其質量、半徑和光度分別為太陽的2.7倍、3倍、63倍。在天璇周圍,環繞著一個塵埃盤,這其中或許正在形成行星。
天樞距離地球123光年之外,其質量、半徑和光度分別為太陽的4.3倍、30倍、316倍。天樞已經是一顆老年恆星,它現在演化成了紅巨星,50億年後的太陽也會經歷同樣的過程。