談談如何尋找北極星

2020-08-27 鍾大新

談談如何尋找北極星

前不久,有位天文攝影愛好者向我詢問尋找北極星的方法。應當說，這是一個很有意義的具有實用價值的問題。為此本文先說明什麼是北極星？它有何特點？然後再介紹幾種尋找北極星的方法。

通常，我們將北極星的稱號授予離北天極很近並易認的恆星。而北天極就是地球自轉軸通過北極延伸到天空上的那個位置。由於地球自轉軸的進動，使北天極以25800年的周期圍繞黃極運動。由於北天極在圍繞黃極運動，指向星空的位置在發生變化，所以被稱為北極星的星就不能固定不變。

如圖1所示，公元前3000年，天龍座α星是北極星。目前，小熊座α星是北極星，它離天北極的角距約為40』，正日益向天北極靠攏。大約在公元2100年前後，極距達到最小，只有27』38"。此後，小熊座α星將逐漸遠離北天極，不再成為一顆北極星。到了公元14000年，北天第二亮星天琴座α星（織女星）將成為北極星。


圖1

作為現階段北極星的小熊座α星是小熊座中的最亮星，其中文名是勾陳一，亦稱紫微星。它有以下幾個特點：第一，因它離北天極很近，所以粗略看起來，它無周日視運動，其它的星都在圍繞它作周日視運動。如圖2所示，用一定曝光時間對著它拍照就可以拍到整個星空圍著它旋轉的壯麗景像，而這一點正是許多天文攝影愛好者都喜歡拍攝它的重要原因；第二，北極星處於正北方向，會找到它就等於會確定正北方向；第三，對我們北半球人來說，北極星的地平高度就等於當地的地平緯度，只要測出北極星在當地的地平高度就等於測出了當地的地理緯度。所以學會尋找北極星是件一舉三得的事。


圖2

下面介紹尋找北極星的幾種方法：

方法之一：用北鬥七星找北極星。這是許多天文科普書介紹過的一種首選方法，這裡著重說明一下此法的優點和它的局限性。

儘管北極星是小熊星座的最亮星，但從整個星空上來看還是不夠醒目。春天的夜晚，最引人注目的是高懸於北方天空的大熊座的北鬥七星，其中只有一顆星是3等星，其餘6星都是2等星，即使在有燈光的夜晚也容易找到。

如圖3所示：這七顆星的中國名稱，從鬥口依次順延為：天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽和搖光。前四顆星為鬥身，又名鬥魁，後三顆星為鬥柄。天樞（大熊座α星）和天璇（大熊座β星）為指極星，連接這兩顆星並延長到這兩顆星距離5倍遠的地方，可找到較亮的北極星。


圖3

如圖4 所示：北鬥七星的鬥柄指向因季節的不同而不同。古人云：鬥柄東指，天下皆春；鬥柄南指，天下皆夏；鬥柄西指，天下皆秋；鬥北東指，天下皆冬。由此可見，認識了北鬥七星，就可以找到北極星，不僅可幫我們確定正北方向，而且還可幫我們確定季節，是我們認識星空的好幫手。


圖4

應當指出：如下表所示，在一年中北鬥七星的地平高度是有變化的。

月份 地平高度 月份 地平高度 月份 地平高度

1月 25° 5月 70° 9月 25°

2月 40° 6月 65° 10月 15°

3月 55° 7月 55° 11月 10°

4月 65° 8月 40° 12月 15°

從此表可以看出：在一年中大多數月份北鬥七星的地平高度是比較高的，用它找北極星是比較好的，但入秋後，特別是10月11月12月這三個月北鬥七星的地平高度比較低，不適合用它找北極星。

方法之二：用仙后座找北極星。

如圖3 所示：將仙后座的五顆較亮星也就是圖中的ABCDE五顆星，連成一個英文字母W，這個W在秋冬季節的星空中顯得特別輝煌，很容易找到。將DE 、BA反向延長，交與一點Ｆ，連接FC延長五倍距離，那個地方就是北極星的地方。


圖5

方法之三：以星找星的其它方法。

儘管天上的所有恆星都隨著地球的周日運動和周年運動不斷發生位置變化，但各恆星之間的相對位置是不變的，各星座的圖形和相對位置也是不變的。所以，只要了解它們與北極星之間的相互位置關係都可以用來幫助找北極星。當然，所用的星都是距離北極星不太遠並且比較亮的很好認的星。這裡不妨舉一個不同於前二種以星找星的具體例子以便多掌握一個尋找北極星的方法。如圖6所示,在夏季星空中織女星、牛郎星與天鵝座的最亮星天津四組成一個夏季大三角，從牛郎星出發通過織女星與天津四星連線的中點再延伸將近1.5倍距離的地方附近會遇到一顆較亮的二等星,它就是我們所要找的北極星。


圖6

方法之四：如有指南針且知當地的地理緯度，先用指南針確定正北方向，然後用當地的地理緯度確定地平高度，由此也可找到北極星。

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