北极星的岁差

岁差周期是二万六千年 不同于西方以黄道坐标为中心的天文体系，中国古代发展了以赤道坐标为中心的天文体系，北极星在这一体系中处于天球正北，无疑具有独特的地位，在中国古代往往作为帝王的象征。但小熊星座α星并非自古以来就是北极星由于地球自转轴存在周期性的缓慢摆动。因此，地球自转轴北极指向的天空位置也在发生变化，北极星的“皇位”也存在轮流坐庄的可能。地球自转轴北极指向的天空以每年15角秒的速度运动，在4800年前，北极星不是现在小熊座α星，而是天龙座α星，中国古代称它为右枢。到公元1000年，也就是中国北宋初年的时候，地球北极指向的天空离现在北极星的小熊座α星的角距还有6度。可见，那时它还远远不能作北极星。现在地球自转轴北极指向的天空离小熊座α星的角距只有约1度。到公元2100年前后，地球自转轴北极指向的天空和小熊座α星之间的角距最小，仅有约28角分。以后，地球自转轴北极指向的天空将逐渐远离小熊座α星。到公元4000年前后，仙王座γ星将成为北极星。到公元14000年前后，天琴座α星织女星将获得北极星的美名。地球自转轴这样摆动一周的时间，大约是26000年。这说明一切事物都是在运动的，静止只是暂时的，是相对的，运动变化才是永恒的。而且在公元2000年后大约13200年后北天极又会指向小熊座α星

 2008-11-17

真正的北极星是岁差星，移动于恒星之间。所谓岁差星是春分在黄道上每年退行约五十秒之现象，地轴以垂直于黄道之方向为轴，约二万六千年为周期。 

地球自转轴的方向与天极，极星，岁差之间有着怎样奇妙的关系呢

关于地球自转轴的方向，由于轴为线，所以可以指向南北极。又因为目前轴线指向的北极附近有北极星坐镇，因此我们只以北极区域作为标准定义轴线的指向。地球自转轴的指向会因为轴向岁差而变化，但其变化是缓慢的。目前的指向大约距离北极星约0.75度，随后将会变化。

　　地球自转轴方向我们可以假设它指向与假想天球的边缘交界之点，这点我们称为天极。天极点分为北天极和南天极，不过在它们的精确位置处，并没有太好的参考物，如明亮恒星。

　　通常我们需要指一个方向都需要一个参照物，这里我们也需要一个，那就是明亮的恒星。地球自转轴指向点最为接近的一颗明亮恒星，我们就称这颗恒星为极星。极星这个名词通常指的就是北极星（因为南天极附近无明亮恒星可以作为参考物），也就是目前最靠近北极的亮星——勾陈一。

　　于2010年9月在英国的东安格里亚长期曝光拍摄的北极星和周围恒星的照片，北极星是在左上角固定不动的光点。图：Imperium Europeum

　　天极

　　南北天极是天空中两个虚构的点，我们可以假设将地球的自转轴线无限的延伸，总会与假想的天球面相交于一点。对于在地球地理上的北极点和南极点的观测者来说，他们头顶正上空永远指向的是北天极和南天极。当地球绕其轴自转时，两个天极仍然固定在天空中，并且所有的其他点似乎都会围绕它们自转，每天都会完成一个回路（严格地说，是每个恒星日）。

　　天极也是天体赤道坐标系的极点，这意味着它们的赤纬分别为+90度和-90度（分别对于北天极和南天极）。

　　天极不会永远固定在恒星的背景下。由于这种现象的存在，就产生了一个被称为轴向进动的现象（岁差），两极点在天球上的运动会画出一个圆圈，周期大约为25700年。地球的自转轴也会受到其他复杂运动的影响，这些运动导致天极在不同长度周期中会有略微移动的现象；可以参见章动、极移和转轴倾角相关知识点。最后，在很长的一段时间内，由于恒星的自身运动（自行），恒星本身的位置也会发生变化。

　　地球以外的天体也有类似的天极定义。所以类似的概念也适用于其他行星：行星的天极是天空中行星自转轴的投影与天球相交的点。这些点之所以不同，是因为不同行星的轴取向不同（由于视差效应，恒星的表观位置也略有变化）。

　　由于岁差的影响，天球北极在群星间移动的路径，图中并标示出年份。图：Tauolunga

　　极星

　　极星一般指的是恒星，优选目标为明亮的恒星，与天体的自转轴线指向紧密对准或靠得很近。

　　关于行星地球，极星是指北极星（Alpha Ursae Minoris），是一颗亮度约为2（等）的恒星，目前该恒星大致与地球的北轴对齐，在天文航海（Celestial navigation）中是一颗最佳选择的恒星。

　　截至2012年10月，北极星的赤纬为+89°19′8″(J2000时期为+89°15′51.2″)。因此，它总是在天空中以比1度高的精度出现在北方，并且它相对于真实地平线的角度(在折射和其他因素校正之后)等于观测者的纬度会大于1度。在2100年，北极星将会是最接近天极的恒星，不过之后它将会慢慢得远离天极（天极是地球的自转轴（地轴），向天球延伸后，在无穷远处与天球交会的两个假想点）。

　　由于岁差（以及恒星的自行），北极星的“宝座”在遥远的过去（和遥远的未来）会从一个恒星传递到另一个恒星。在公元前3000年，“北极星的'宝座’”由天龙座中微弱的右枢星来“坐镇”。其目视星等为3.645（4等恒星），因此它的亮度只有北极星的五分之一，如果是今天，那么它在被轻度污染的城市天空中是看不见的。

　　在公元前1千年，北极二(“Kochab”)是最接近天极的明亮恒星，但是它的距离还不够近，因此不能作为天极点的标志，公元前320年的希腊航海家皮西亚斯（Pytheas）把天极描述为没有恒星。在罗马帝国时代，北极星和北极二（帝星）与天极之间的距离大致相等。

　　一个法国的"航海球"：一种在海上航行所使用的天球仪。图：User Chevassu

　　岁差大约需要25770年才能完成一个循环（周期）。北极星的平均位置（考虑到进动和自行）将在2102年2月达到+89°32′23的赤纬最大点，这相当于天极的北极移动了1657角秒（或0.4603度）。在2100年3月24日，其最大赤纬（考虑到章动和光行差）将达到+89°32’50.62”，即距天体北极约为1629角秒（或0.4526度）。

　　接下来的进动（岁差）将北天极指向北天球中仙王座的恒星。到公元3000年，极点将漂移到等距于北极星和少卫增八（“Errai”）之间的空间，大约在公元4200年左右，少卫增八将达到与北天极最接近的位置。天钩八和上卫增一_(紫微左垣)将在大约公元5200年左右“站在”北天极的两侧。然后在公元7500年左右与更明亮的恒星天钩五（“Alderamin”）达到更靠近的位置。

　　然后，进动（岁差）将把北天极的位置指向北天球天鹅座的恒星。公元10000年，天鹅座第一亮星（1等恒星）-天津四将在北极的7度范围以内，天鹅座的3等恒星-天津二将在公元11500年左右成为一颗极星。岁差将会把北天极的位置指向离天琴座更近的地方，在那里，北天半球第二亮的恒星（0等恒星）-织女星，将在公元13700年左右成为一颗极星。

　　岁差的作用最终将北天极指向武仙座中恒星的附近，公元18400年左右它将指向的是恒星七公二。然后天极将返回到天龙座（右枢，上面提到）中的恒星，然后再返回到目前的小熊座。大约在公元27800年，当“目前的北极星”再次成为北极星时，由于它的自转，北极星将比现在离北天极更远，而在公元前23600年，北极星的位置是更靠近北极的。

　　在地球26000年的轴向进动周期的过程中，北天球区域有一系列明亮而肉眼可见的恒星（肉眼能看最暗星等约为+6；满月约为-12.9），它们将暂时拥有极星这一称号。虽然其他恒星可能在26000年周期中与北天极靠得很近，但它们并不一定满足作为对基于地球的观察者来说北极的有用指示器所需的肉眼极限，这一结果导致了周期中没有明确定义极星的时间段。在这个周期中，当明亮的恒星仅给出“北”的近似引导时，也会有一些周期，因为它们可能大于直角对准北角的5度角直径。

走出思维误区之：轮流“上岗”的北极星

实际上，不仅北极星在变，就连北斗七星组成的大“勺子”也在悄悄地发生着变化。由于这7颗星和我们的距离不等，在70到130光年之间，，它们各自运行的速度和方向也不一样，所以，无论是在10万年前，或是10万年后，北斗七星组成的图形和我们今天所看到的“勺子”不大一样。

岁差就是地轴绕着一条通过地球中心而又垂直于黄道面的轴线的缓慢圆锥运动,周期为26000年,由太阳、月球和其他行星对地球赤道隆起物的吸引力所造成,结果是春分点逐渐向西移动.岁差（equinoxes,precession of） 岁差 岁乃年也,岁差就是年差,就是恒星年与回归年的时间之差.通俗地说,众所周知,地球类似于陀螺,绕地轴自转.陀螺旋转时不一定精确地平行于地面转动.由此陀螺两边所受重力不平衡而摇动甚至停下.地球也是如此,这就造成了“岁差”.岁差即为地球自转轴的进动引起春分点位移的现象引.在日、月的引力作用下,地球自转轴的空间指向并不固定,呈现为绕一条通过地心并与黄道面垂直的轴线缓慢而连续地运动,大约25800年顺时针向（从北半球看）旋转一周 ,描绘出一个圆锥面 .此圆锥面的顶角等于黄赤交角 （23.5°26＇21〃）.于是天极在天球上绕黄极描绘出一个半径为 23.5° 的小圆 ,也使春分点沿黄道以与太阳周年视运动相反的方向每 25800年旋转一周 ,每年西移约 50.3 〃.这种由太阳和月球引起的地轴的长期进动（或称旋进）称为日月岁差.此外,在行星的引力作用下,地球公转轨道平面不断地改变位置,这不仅使黄赤交角改变,还使春分点沿赤道产生一个微小的位移,其方向与日月岁差相反,这一效应称为行星岁差.行星岁差使春分点沿赤道每年东移约0.13〃.日月岁差和行星岁差的综合作用使天体的坐标如赤经、赤纬等发生变化,一年内的变化量称为周年岁差.此外,根据广义相对论,旋转物体的自转轴会在空间产生相对论性进动,称为测地岁差.地球的测地岁差为1.98〃／世纪,方向为逆时针向.地球赤道与其公转的轨道“黄道”并不重合,他们所在的面的交点就是春分点和秋分点.太阳从春分点回到春分点的时间叫做回归年,地球公转一年所需时间叫做恒星年.回归年比恒星年短约20分钟,为地球运动时收其他天体引力作用使地轴发生周期性变化所致.由于岁差使得随着时间的推移,北天极在恒星间不断改变位置.现在的北天极是北极星,而根据我国古书记载,在公元4600年前的“北极星”是天龙座的右枢星.在14000年之后,织女星将雄踞成为那时的“北极星”.由于岁差也使同一颗恒星的位置,随着时间的变化而发生变化.公元前150年前后,古希腊天文学家、西方古代天文学创始人喜帕恰斯就是从比较他观测的星表和前人的星表中,发现了岁差.我国古代天文学家虞喜也在公元330年,独立发现了岁差并加以精确的测定.[1]

在中国哪些时间能看见北极星

地理匿名

09-12-01  匿名提问 发布

1个回答

可以通过先寻找北斗七星，再通过北斗七星来找到北极星。北斗七星属大熊星座的一部分，从图形上看，北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这七颗星中有6颗是2等星，一颗是3等星。通过斗口的两颗星连线，朝斗口方向延长约5倍远，就找到了北极星。认星歌有：“认星先从北斗来，由北往西再展开。”初学认星者可以从北斗七星依次来找其它的星座。
　　北斗七星组成的图形永远不变吗？它永远是找北极星的“工具”吗？当然不是这样。宇宙间一切物体都在运动和变化之中，恒星也不例外。既然恒星也在运动，那么北斗七星组成的图形当然也在变化。这七颗星离我们的距离不等，在70～130光年之间。它们各自运行的速度和方向也不一样。天文学家们已经算出，10万年前看到的北斗七星组成的图形和10万年后将要看到的图形，都和今日的大不一样。北极星属于小熊星座，距地球约400光年，是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星。由于北极星最靠近正北的方位，千百年来地球上的人们靠它的星光来导航。
北极星是天空北部的一颗亮星，离北天极很近，差不多正对着地轴，从地球上看，它的位置几乎不变，可以靠它来辨别方向。由于岁差，北极星并不是永远不变的某一颗星，现在是小熊座α星，到公元14，000年将是织女星。每25800年，极星要循环一次。比如在麦哲伦航海的时代，北极星距离北天极有约3.5度的角度差，而到今天，北极星更靠近北天极了，角度差只有42′，还不到1度。天文学家根据地轴摇摆和恒星引力计算，到公元2100年，北极星将到达离北极点正上方最近的位置，它距离北天极将只有27′，不到半度。然后，北极星就将逐渐远离北天极。
北极星现在在很靠近地球北极指向的天空。因此，看起来它总在北方天空。正是因为它所处的位置重要，才大名鼎鼎。其实，按亮度它只是一颗普通的二等星，属于“小字辈”。它离我们约400光年（也就是我们看到的４００年前的北极星发出的光芒）。北极星是小熊星座中最亮的一颗恒星，也叫小熊座α星。是一颗光谱型为晚型的F型高光度星，视星等2.02等，距离约400光年，质量约为太阳的4倍，是离地球最近的造父变星，中国古代称它为“勾陈一”或“北辰”。在星座图形上，它正处于小熊的尾巴尖端。