请定好您的闹钟,今晚,我们一起利用北斗七星去寻找北极星

本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

人们总是问如何找到北极星。很简单!在北斗七星碗状部分最外面的两颗星星之间划一条线,它准确地指向北极星。

曾经,水手们的生计和生存取决于他们的幸运星,尤其是北斗七星的指极星。侦察兵也学会了用北斗七星和北极星来寻找北方。

北极星并不像人们通常认为的那样是天空中最亮的恒星。它是一颗中等亮度的二等星,在黑暗的天空中很容易看到它。与其他恒星不同的是,北极星看起来固定在北方的天空中,而其他恒星要么从东方升起、在西方落下,要么绕着北极星旋转。

肯·克里斯蒂森捕捉到了北极星周围这些光辉的星光轨迹

如果你面向北极星站着,那么你面对的方向就是北方;如果你背对着北极星,那么你面对的方向就是南方。不过,你只能在北半球利用北极星来寻找方向。在南半球,北极星落在北方地平线以下。

每年的这个时候,在黄昏和傍晚,北斗七星将照亮你东北方向的天空。顺便说一下,北斗七星不是一个星座。它是一个星群,或者说是一个引人注目的星体图案。与许多星座不同的是,这个著名的星群看起来与其同名。它是天穹上几种斗宿图案之一。

北斗七星碗状部分最外面的两颗星星总是指向北极星。图片由EarthSky脸书上的好友阿比吉特·尤文卡尔提供。

北斗七星是大熊座的一部分。一些消息来源说,北斗七星构成了熊的尾巴和后肢。很多人说他们看不到熊,但我想我在这些星星上看到过一只熊,在每年的这个时候,在非常黑暗的夜晚。对我来说,北斗七星看起来像是熊肚子的一部分。尽管如此,我脑海中的画面,以及早期的天文学家认为他们看到的画面,可能会有所不同。毕竟,天空就像一个巨大的罗夏墨迹测验,它的星光图案可以有多种解释。你在北斗七星和他的周围看到了什么?

总结:有一件事是肯定的,如果你在三月的一个晚上在东北方向找到了北斗七星,并在它的碗状部分找到了最外面的两颗星星,你会发现这些星星指向北极星!试试看。

拓展:地球进动

我们称之为“岁差”的现象是由希腊天文学家希帕丘斯发现的,他将自己大约公元前200年的记录与更古老的图表进行了比较。他所看到的是,他那一天的二分点(太阳穿过天赤道的路径)在恒星之间的位置与150年前的对比图所显示的位置不同。这是由于地球自转轴的回旋摆动需要26000年才能完成。在这种摆动运动中,地球的倾斜大约保持在23.4度不变,但方向总是在变化。

岁差的一个结果是北极星正在缓缓移动。今天的“北极星”只是暂时的。织女星将在遥远的将来成为我们的北极星。

另一个结果是,岁差在恒星年(实际)和热带年(太阳)年之间产生了差异,因为在一年的过程中,春分点的位置会略有变化。

进动的物理原因是地球的扭矩,主要是由太阳和月球的引力拉动地球的赤道凸起引起的。 如果地球不旋转,则太阳和月亮将拉动地球,以使凸起在太阳地球轨道平面内保持平坦。

一些行星也有一些引力影响,但与太阳和月亮相比微不足道。 尽管如此,行星仍设法使围绕太阳的地球轨道进动并变形。 地球轨道的倾斜度相对于太阳系的不变平面大约为71000年。 地球自转轴进动点P = 112,000 yr,再加上25,770 yr进动点,使春分旋转360度大约需要21,630年。 行星摄动还会引起地球轨道椭圆率的振荡,其主要成分为413,000年,其中偏心率与其平均值0.0019相差± 0.012。

结合26000年的自转轴旋转,71000年的轨道旋转导致地球轴倾斜41000年的振荡,与23.3度的平均值大约正负1.3度。这个数字不是绝对稳定不变的,它受所有行星在当时时间上的位置影响。过去60万年的倾角(倾斜)如下图所示。

这种倾斜在9500年前达到了最大24.2度,此后一直在下降。现在倾角接近平均值,但倾角变化率接近最大值。

最令人吃惊的结果是,热带(北回归线和摩羯座,在那里最北或最南的太阳垂直线照射)正在向赤道移动。每年超过14米!台湾政府于1908年在一个公园内竖立了一座标志热带的纪念碑。真正的热带地区现在在这个地方以南一公里多!北极圈也在向各自的两极移动。温带地区每年覆盖1550平方公里的领土!

另一个结果可以从氧同位素资料中看到: 出现了一个41000年周期的循环气候模式,即所谓的米兰科维奇循环。这可以定性地理解为:当倾角较低时,极地获得的阳光较少,气候凉爽,并积累冰雪。地球所捕获的太阳光总量保持不变,因此现在就确定倾斜变化是冰河时代的根本原因还为时过早。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate:历下 :清华园

author:earthsky

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