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你真的了解北斗七星吗?它们都由哪些恒星组成,距离我们有多远?

 科学知更鸟 2023-10-18 发布于河南

“大河向东流哇,天上的星星参北斗哇!”北斗七星可以说是我们最熟悉的几颗星星了,不仅仅是因为它们在夜空中的辨识度最高,还因为它们在我国传统文化中的丰富内涵。那么,从天文学的角度来看,作为我们最熟悉的几颗恒星,你知道北斗七星分别是什么恒星吗?它们距离我们到底有多远?

北斗七星在夜空中很容易找到,这七颗星星组成的图形就像古代舀酒的斗,故得名北斗七星。北斗七星由天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光(又称作瑶光)七颗星组成,古代也分别称为贪狼、巨门、禄存、文曲、廉贞、武曲、破军。

在中国古代神话传说中,北斗七星是天地秩序的制定者,春生、夏长、秋收、冬藏都是随北斗指向而来临的。《鹖冠子》中有言:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”

我们的古人把天上的恒星划分成三垣二十八宿,其中北斗七星属于紫微垣的一个星官。据《晋书·天文志》记载:“枢为天,璇为地,玑为人,权为时,玉衡为音,开阳为律,摇光为星。”

观察夜空我们可以发现,北斗七星的七颗恒星亮度是不一祥的。在现代天文学中,星等是衡量天体光度的度量单位,星等值越小表示恒星发出的光越亮。在北斗七星中,“玉衡”最亮,亮度为1.77等。“天权”最暗,亮度为3.31等。

北斗七星之所以那么出名,在很大程度上是因为它们能够帮助我们辨别方向位置。古人早就注意到,根据北斗七星和北极星的相对位置,就能够找到位于正北方向的北极星。具体方法是,将斗口的两颗星星(天枢和天璇)连线并朝斗口方向延长约5倍距离,就能够找到北极星。

事实上,北斗七星所组成的斗形只不过是这七颗恒星组成的三维图形在地球方向上的二维投影。如果我们跳出地面,从其它方向观测北斗七星,那么我们就会发现,它们所组成的图案与斗形完全不同。

不仅如此,北斗七星在夜空中的图形也是不断变化的,这是恒星自行导致的结果。北斗七星的七颗恒星始终在做缓慢的相对运动。这就导致10万年前的北斗七星、10万年后的北斗七星与目前的北斗七星的形状差异巨大。

北斗七星距离我们最远的一颗是天枢,中国古代又称贪狼星,它是北斗七星中的第二亮星,距离太阳大约123±2光年。

天枢的质量是太阳的4.25倍,半径未知,是一颗恒星演化到晚年的巨星。天枢的光度是太阳的316倍,表面温度却非常低,只有约4600K,比太阳低1200K。

天璇,中国古代又称巨门星,距离太阳79.7 ± 0.3光年。天璇的视星等为2.37等,是一颗比太阳还大的亚巨星。

天璇内部的氢元素已经耗尽,只剩下外壳的氢元素聚变产生能量,所以它正在冷却的过程中。但即便如此,天璇的质量仍是太阳的2.7倍,半径是太阳的2.84倍。

天玑,古代中国又称禄存星,距离太阳大约83.2光年。与太阳相比,天玑是一颗更大、更亮,温度更高的主序星。

天玑的质量是太阳的2.94倍,半径是太阳的3.04倍。这颗恒星一直在飞速旋转,自转速度大约为每秒钟178公里。天文学家估算,天玑的年龄有30亿年了。

天权,中国古代又称文曲星。在中国古代神话传说中,文曲星是主管文运的星宿,文章写得好而被朝廷录用为大官的人是文曲星下凡。中国民间传说出现过的文曲星包括范仲淹、包拯、文天祥等。

天权是北斗七星中最暗的一颗星,距离太阳大约80.5光年。天权的质量为太阳的1.63倍,半径为太阳的1.4倍,它的光度为太阳的14倍,表面有效温度约达9480K。

玉衡,中国古代又称“廉贞星”,是北斗七星中的第一亮星,距离地球82.6±0.4光年。

玉衡是一颗质量为太阳的2.91倍,半径为太阳4.14倍的主序星。玉衡的磁场相对较弱,强度比巨蟹座α的弱15倍,但这仍然比地球磁场强100倍。

开阳,中国古代又称武曲星。武曲星与文曲星相对应。在民间传说中,武曲星下凡者有姬发、关羽、狄青等。

开阳是由两个双星系统对转而组成的一个四合星恒星系统。该系统距离地球约78.2光年。从地球上看,由于距离遥远,视觉上,开阳是一颗星。

摇光,也称瑶光,中国古代又称破军星,是北斗七星中相对位置最东边的一颗星。摇光的视星等达到了1.86等,是北斗七星中的第三亮星。

摇光的质量是太阳的6倍,半径是太阳的3.4倍,光度是太阳的594倍。摇光的外层大气温度大约为15540K,这让它具有B型主序星的蓝白色调。

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