科學(xué)原理：-天空的指南針——北斗七星

哪怕你不是天文愛(ài)好者，不懂天空中的八十八星座，也一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)“北斗七星”的名字。這個(gè)由7顆小星星連成的明亮的勺子，是整片星空中最為家喻戶曉的圖案了。
北半球的天空中，北斗七星幾乎能出現(xiàn)于一年中的每一個(gè)夜晚，由于獨(dú)特的勺子造型，它在兩千年前就吸引了人們的目光。世界上第一部天文學(xué)著作是中國(guó)古代的《甘石星經(jīng)》，那里就記載了有關(guān)北斗七星的描述——“北斗星謂之七政，天之諸侯，亦為帝車(chē)?！比藗?cè)谀菚r(shí)把北斗七星看做天帝巡天的御車(chē)。而在全世界的不同地方，都流傳著有關(guān)北斗七星不同版本的故事。
你可能會(huì)猜測(cè)，北斗七星是名叫“北斗座”嗎？為什么好像從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)。事實(shí)上，北斗七星本身并不是一個(gè)獨(dú)立星座，它屬于大熊座的一部分，大概在熊尾巴那里。大熊座是天空八十八星座中的第三大星座，其中比較明亮的7顆星星便組成了北斗七星。其中4顆星圍成了勺子的斗身，3顆星構(gòu)成了彎曲的勺子把。
在斗身最前端，靠上的那一顆就是七顆星星中最亮的了，在拜耳命名法中被叫做大熊座α星，而在中國(guó)古代的星宿中，它叫天樞星。從天樞星開(kāi)始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)再延伸到勺子把，分別對(duì)應(yīng)著β星到η星。其中有6顆在亮度上都屬于二等星（亮度的第二個(gè)等級(jí)，次于一等星），還有一顆位于勺子把的δ星略顯遜色，屬于三等星。
如果仔細(xì)回憶，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多文學(xué)和藝術(shù)的表達(dá)都和北斗七星有關(guān)。比如“斗轉(zhuǎn)星移”，還有一句經(jīng)典的歌詞“天上的星星參北斗”。天上的星星為什么都要參拜北斗星呢？其實(shí)這背后都在描述北斗七星指示方向的技能。
抬頭望向北斗星，找到最前端的兩顆，也就是α星（天樞）和β星（天璇）。以β星為起點(diǎn)連到α星，然后延長(zhǎng)大約5倍的距離。你會(huì)找到一顆明亮的星，那是北半球天空中的指路燈，位于小熊座的北極星。它是一個(gè)三星系統(tǒng)，主星名叫北極星Aa，是一顆黃超巨星，有5.4個(gè)太陽(yáng)那么重。
隨著地球的運(yùn)動(dòng)，星星相對(duì)于地球的位置會(huì)發(fā)生變化。生活在地球上的我們默認(rèn)自己是不動(dòng)的，此時(shí)以地球?yàn)閰⒄瘴锾ь^看天，會(huì)覺(jué)得天空中的星星隨著時(shí)間的推移改變了位置，好像在轉(zhuǎn)圈一樣。而北極星靠近北極點(diǎn)，它的位置在短時(shí)間內(nèi)幾乎不會(huì)發(fā)生明顯改變。如果你用長(zhǎng)曝光的方式拍攝夜晚的星空，會(huì)看到轉(zhuǎn)著圈的星星形成了美麗的星軌，而星軌的中心就靠近北極星。
古人們還會(huì)根據(jù)北斗七星勺子把的指向來(lái)辨認(rèn)季節(jié)。在春、夏、秋、冬四季，分別指著東、南、西、北。從古至今，北斗七星就像天空中的指南針，為人們指明回家的方向。所以才有了認(rèn)星歌里的“認(rèn)星先從北斗來(lái)，由北往西再展開(kāi)?！?br> 為了延續(xù)北斗七星在中國(guó)人心目中引路的文化，我國(guó)從2000年起自主建設(shè)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也被命名為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）。它將起到和你熟知的美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)相同的作用。目前，整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)有39顆在軌衛(wèi)星，預(yù)計(jì)將在今年（2020年）全面建設(shè)完成。北斗導(dǎo)航，是我國(guó)的科學(xué)家用科學(xué)和技術(shù)建立起的現(xiàn)代“北斗星”。



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