幾顆著名的星 --- 北極星

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從通識而言，北極星並不特別，它只是小熊座主星，視星等 2.0，離天球北極不足 1 度。但從物理而言，它是研究最多的星體之一。

北極星正名叫 Polaris A，中國星官叫「勾陳一」，它比太陽直徑大 30 倍，質量大 7.5 倍，屬 F 型光譜的黄白色巨星，溫度 7000 C。它有兩顆伴星：Polaris B 和 Polaris Ab。伴星 B 可以用中等口徑的望遠鏡見到，亮度 8.5 等，目前離主星 18 角秒 (2400 光年)，估計軌道周期有幾千年。另一伴星 Ab 離主星甚近，只有十餘 AU，軌道周期約三十年，Ab 是非常暗淡的矮星，因此只能從光譜分辨或用太空望遠鏡錄取影像。近年用 X 射線觀測，北極星可能有多兩顆伴星，但此說未獲接納，見 http://www.physorg.com/news194268970.html。


        圖一    哈勃太空望遠鏡拍攝的北極星
        


北極星本身屬「造父變星」族，上世紀測得它的變幅在 0.1 個星等左右，周期 3.97 天，造父變星是量天尺 (簡介見 http://forum.hkas.org.hk/viewthr ... &extra=page%3D5)，因此我們又可以從光變周期推算北極星的距離，最新的修定距離是 430 光年。

由於近年北極星離北天極只有 0.7 度，觀星者常用它來校準赤道儀的極軸，廠製的赤道儀更有刻度的極軸鏡供應，沒有極軸鏡也可用有十字線的尋星鏡代替，方法是依據天文年曆的「北極星上中天時刻」調校，這個時刻每年都差不多，因此某些廠家便將它改成袋裝的計算盆，見圖二。


        圖二
        


圖三是極軸鏡的調校舉例。

        圖三            
        


北極星並非永遠貼近北天極，由於地球受日月引力影響，它的自轉軸像陀螺擺動掃出一個半徑 ~23.4 度，周期 25800 年的「歲差圈」(圖四)，現時北天極離 Polaris 約 0.7 度，到 2100 年兩者相隔至最小的 0.5 度，之後北天極逐漸遠離 Polaris 沿歲差圈移向仙王座，一萬年後走近天琴座的織女星，織女成為當代的 "極星"。


        圖四