北斗星属于哪个星座(北斗七星真的有七颗吗?)

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北斗七星真的有七颗吗?

“大河向东流,天上的星星参北斗哇……”刘欢老师这首《好汉歌》随着央视版电视剧《水浒传》的热播红遍了大江南北,20年过去了,依然脍炙人口。歌词里的“北斗”即众所周知的“北斗七星”,这大概是中国人最熟悉的天文名词之一了。

北斗七星真的有七颗吗?

“北斗七星”不是星座(constellation),而是星群(asterism),它们位于大熊座(Ursa Major),因为排列的形状酷似一个大勺子,所以西方称其为Big Dipper(意为“大汤勺”)。我们中国人要有文化得多,古代中国人感觉它像个“斗”(一种舀酒的容器),又位于北方天空,所以我们叫它“北斗”。

有机智的朋友要问了,那有没有南斗啊?自然是有的,在黄道附近有个星座叫人马座,人马的腹部有六颗亮星被古代中国人称为南斗,并且划为二十八宿的斗宿。

小学上自然课的时候,老师就讲过如何辨识北斗以及如何用北斗找北极星。大体说来,北斗七星有两颗星和北极星近乎在一条直线上,其中距离北极星较近的那颗的中国星名叫天枢,较远那颗叫天璇,然后顺时针方向依次是:天玑、天权、玉衡、开阳、瑶光,这些名字最早见于汉代纬书《春秋运斗枢》,在西方天文学里它们的编号依次是:大熊座α、大熊座β、大熊座γ、大熊座δ、大熊座ε、大熊座ζ大熊座η

北斗七星真的有七颗吗?

既然“北斗七星”已经众所周知了,那么我为什么又要提北斗到底几颗星这个问题呢?因为古代中国人有个坏毛病,喜欢瞎凑数字。例如明明一年四季,但为了迎合五行学说,非要在夏和秋之间挤出一个第五季,叫做长夏。这不,古代中国人认为七个这个数字不怎么好,所以就额外给北斗加了两颗星,分别叫辅星和弼星,《宋史•天文志》中记载:“第八星曰弼星,在第七星(按,即瑶光)右,不见;第九星曰辅星,在第六星(按,即开阳)左,常见”。开阳(大熊座ζ)旁边确实有一颗4等星(大熊座80),通常就把这颗星称作辅星。

辅星在古代除了占星用途之外,还被中外军队用来测试士兵的视力。因为辅星距离开阳11角分(角分和角秒都是天文学上常用的单位,1角分是1/60度,1角秒是1/60角分,距离11角分的意思就是以人眼为顶点分别引两条射线各指向开阳和辅,形成一个锐角,这个角的度数是11/60度),视力不好的人没法把这两颗星分辨开。

但是古人有所不知的是,辅星和开阳之间存在力学联系,并不是两颗八杆子打不着的恒星恰好在视线方向上彼此靠近,天文学上,这就叫做“双星”(binary star)。像辅星和开阳这样能用肉眼或者望远镜看出来的双星,叫做目视双星。如果用望远镜来看,能看到开阳(大熊座ζ)本身也是一个目视双星,两颗子星相距14角秒,其中主星大熊座ζ1亮度是2.4等,伴星大熊座ζ2亮度是4等。顺便说一句,“双星”这个词是大天文学家威廉·赫歇尔爵士1802年创立的,现在我们已经知道,双星是很普遍的天文现象,银河系内超过一半的恒星都位于双星系统。不过不用担心,太阳没有伴星。

现在北斗七星变成真的北斗九星了,但是故事才刚刚开始。用分光镜研究大熊座ζ1的时候,发现它的光谱很奇怪,某些谱线的位置会周期性的摆动,对此现象最简洁的解释就是它是由两颗恒星组成的双星系统,两颗子星要绕共同的质心运动,当其运动方向朝向或者背对地球时,由于多普勒效应,谱线会朝紫色方向或者红色方向移动,我们就能看到它的谱线位置在周期性摆动了。

由于这类双星的绕转周期很短,它们彼此的距离很近,近到望远镜很难其分辨开来,所以这类双星叫做分光双星。大熊座ζ1是第一个被识别出来的分光双星,其中的伴星绕主星运动周期是20.5天,彼此的距离只有地球到太阳距离的⅓,然后大熊座ζ2也被识别出来是一个分光双星,甚至很有可能是三合星,这还不算完,辅星也被证认出是一颗分光双星。好了,光是开阳本身现在已经是七聚星了。现在我们数数北斗是几颗来着?一、二、三……乖乖,北斗十二星了。

但是别忘了我们刚才说的,双星是很普遍的天文现象。事实上,天枢、天权都是三合星,所以,北斗起码有十六星。

有意思的是,北斗诸星中,除了天枢和瑶光之外,其余恒星的自行方向都朝向人马座方向的某个点,这个现象是英国天文学家理查·普罗克特(Richard A. Proctor)在1869年发觉的,从目前我们已经掌握的恒星测距结果看,天枢距离我们124光年,瑶光距离我们101光年,而天璇79光年、天玑84光年、天权和玉衡81光年、开阳78光年,这就暗示我们后者可能彼此之间是有关联的。天文学家已经据此认定,这些恒星属于一个叫做“大熊座移动星群”的移动星群(Moving Groups)。

所谓移动星群,是指有着相似年龄、金属成分和移动特征(视向速度和自行)的一群恒星,它们可能是同时从一团气体云中诞生的,但是所组成的疏散星团因为各种原因解体。大熊座移动星群的年龄大约5亿年,其中心距离地球大约80光年,范围大约30X18光年,其主要成员星约14颗,其中13颗在大熊座方向,另有1颗在猎犬座方向。根据依巴谷卫星观测的结果,还有大量恒星也属于这个移动星群,不过它们散布在天球上的其他位置。当然,我们的太阳不属于这个移动星群,因为太阳的年龄大约50亿年,远远大于这个移动星群的年龄,事实上我们的太阳只是无意中路过这个移动星群而已,4000万年前我们距离它们还很遥远。

如果把大熊座移动星群算作北斗,试问北斗又有多少颗星呢?这是那些胡诌北斗九星的古人打死也想不到的。

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