在觀測條件好的某個地方,夜空中肉眼能看到的星星有兩千多顆。在整個地球上,肉眼可見的星星有七千多顆,這其中就包括位于北方天空的北斗七星。
在這些星星中,水、金、火、木、土這五顆星是位于太陽系內(nèi)的行星,它們與地球一樣,繞著太陽公轉(zhuǎn)。太陽作為太陽系內(nèi)的唯一已知恒星,其質(zhì)量占據(jù)太陽系總質(zhì)量的99.86%,它產(chǎn)生的強大引力束縛著各大行星的運動。
除了五大行星之外,夜空中的星星其實都是恒星,北斗七星同樣也是恒星。既然是恒星,自身就能通過核聚變反應(yīng),放出光和熱。不僅如此,大多數(shù)恒星就像太陽那樣,周圍也有行星環(huán)繞。
雖然夜空中有數(shù)千顆肉眼可見的恒星,而且大多數(shù)其實比我們的太陽更大并且更亮,但它們無法照亮地球上的夜晚,不能像太陽那樣給地球帶來光和熱。這是因為它們離地球?qū)嵲谔h了,它們發(fā)出的光大部分都消散在浩瀚的宇宙空間中,只有一小部分能夠來到地球上。
那么,北斗七星距離地球有多遠呢?它們又有多大呢?
從斗柄到斗口的七顆星依次為:
(1)瑤光
瑤光是一顆非常年輕的恒星,誕生至今只有1000萬年,而我們的太陽年齡已經(jīng)達到了46億年。這顆恒星距離地球103.9光年,質(zhì)量是太陽的6.1倍,實際亮度是太陽的594倍。如果把太陽換成瑤光,地球?qū)豢窘?,宜居帶將會遷移到36億公里之外,相當(dāng)于天王星的軌道外側(cè)。
由于瑤光的質(zhì)量很大,自身強大的重力讓核心區(qū)域的溫度和壓力變得很高,使得核聚變反應(yīng)速率遠遠快于太陽,所以它反而會更快地耗盡核燃料。據(jù)估計,瑤光的壽命不到1.1億年,相當(dāng)于太陽的百分之一。
(2)開陽
開陽位于82.9光年之外,它的質(zhì)量相當(dāng)于太陽的2.2倍,亮度是太陽的33.3倍,年齡為3.7億年。如果視力和觀測條件足夠好,還能在開陽旁邊看到一顆暗淡的星星,那就是名為“輔”的伴星。
借助現(xiàn)代天文望遠鏡,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),開陽并不是一個簡單的雙恒星系統(tǒng),而是一個罕見的六合星系統(tǒng)。輔的附近還有一顆更小的恒星,它們組成了雙星系統(tǒng)。開陽附近還有三顆恒星,它們構(gòu)成了四合星系統(tǒng)。這6顆恒星又通過引力相互束縛在一起,形成更大的恒星系統(tǒng)。
(3)玉衡
玉衡位于82.6光年之外,其質(zhì)量是太陽的2.9倍,光度為太陽的102倍,它是北斗七星中肉眼看起來最亮的那顆星。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),玉衡的光度呈現(xiàn)周期性變化,這被認為是一顆次星體引起的。
(4)天權(quán)
天權(quán)也就是古人常說的文曲星,它距離地球80.5光年,質(zhì)量估計是太陽的1.6倍,實際亮度是太陽的14倍。天權(quán)周圍還有兩顆暗淡的伴星,它們組成了一個三合星系統(tǒng)。
(5)天璣
天璣與我們相距83.2光年,它的質(zhì)量約為太陽的2.9倍,光度相當(dāng)于太陽的65倍。觀測顯示,天璣會繞著空間中的一個點擺動,其原因是它附近有一顆伴星,兩者互相繞行一圈的時間約為20年。
(6)天璇
天璇位于79.7光年之外,質(zhì)量是太陽2.7倍,光度是太陽63倍。根據(jù)天璇的質(zhì)量,它的壽命估計為8.3億年。天璇誕生至今已有5億年,它正在走向衰亡。
(7)天樞
天樞與地球相距123光年,其質(zhì)量為太陽的3.4倍,它的附近還有一顆質(zhì)量為太陽1.6倍的伴星,它們構(gòu)成了雙星系統(tǒng)。天樞核心中的氫燃料已經(jīng)消耗殆盡,目前已經(jīng)膨脹為一顆巨星,體積將近太陽的5000倍,光度是太陽的165倍。
天樞和天璇位于北斗七星的斗口部分,它們能夠指示北極星的方位。從天璇向天樞方向延伸五倍,就能看到一顆比較亮的星,那就是北極星(實際是一個三合星系統(tǒng))。由于北極星剛好位于北天極附近,無論地球怎么自轉(zhuǎn),這顆恒星都不會升起和落下,一直懸掛在北天,所以它能被用來辨別北方。
北斗七星之間并沒有直接的關(guān)系,它們分屬于不同的恒星系統(tǒng)。北斗七星之間相隔遙遠,比如瑤光與天璇相距47光年。只是從地球上看來,這七顆亮星剛好排列成勺子形狀。隨著地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),北斗七星在北極星周圍轉(zhuǎn)動,斗柄的指向剛好能被用來指示季節(jié)。
在銀河系中,無論是太陽,還是北斗七星,都會環(huán)繞銀河系中心公轉(zhuǎn)。每顆恒星的公轉(zhuǎn)速度是不一樣的,太陽的繞行速度為220公里/秒,轉(zhuǎn)動一圈的時間為2.3億年。
隨著恒星之間的相對運動,它們在宇宙空間中的相對位置會發(fā)生變化,所以在遙遠的未來,北斗七星的排列方式將會變得完全不一樣,不再是現(xiàn)在這樣的勺子狀。而在遙遠的過去,天空中也沒有北斗七星。只有在我們這個時代,獨特排列方式的北斗七星才會出現(xiàn)于地球的夜空中。
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