北斗七星竟然不是七顆星?其中竟有一顆在偷偷“成雙入對”?
來(lái)源:星明天文臺
作者:馮梓洋
發(fā)布時(shí)間:2025-02-11
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開(kāi)陽(yáng)雙星是由大熊座方向的開(kāi)陽(yáng)(又名北斗六,英文名Mizar,在拜耳命名法中的名稱(chēng)為大熊座ζ)和輔(又名開(kāi)陽(yáng)增一,英文名Alcor,在弗蘭斯蒂德命名法中的名稱(chēng)為大熊座80)組成的雙星系統,它是最容易觀(guān)測的雙星之一,不需要使用天文望遠鏡,只需通過(guò)肉眼就可以將開(kāi)陽(yáng)和輔分辨開(kāi)來(lái),古阿拉伯人甚至將其用作測試視力好壞的標準,堪稱(chēng)最古老的“視力測試表”。

開(kāi)陽(yáng)雙星的位置。圖像來(lái)源:Stellarium

開(kāi)陽(yáng)雙星位于北斗七星斗柄末端的搖光和斗柄上的玉衡兩顆星之間,開(kāi)陽(yáng)在天球上的赤經(jīng)為13h23m55.92s,赤緯為54°55′31.5″,距離我們約為82.9光年,視星等約為2.23等,是大熊座中的第四亮星;輔的赤經(jīng)為13h25m13.91s,赤緯為54°59′17.0″,距離我們約為81.7光年,視星等為3.99等,比北斗七星中最暗的天權(視星等為3.31等)稍暗。開(kāi)陽(yáng)和輔之間的角距離約為12角分,這意味著(zhù)它們的真實(shí)距離約為1.2光年。

輔和開(kāi)陽(yáng)。圖像來(lái)源:DSS

開(kāi)陽(yáng)的英文名Mizar源于古阿拉伯語(yǔ),意為“圍裙﹑蓋子﹑包裝物”。1617年左右,意大利數學(xué)家貝內德托·卡斯特利(Benedetto Castelli)通過(guò)望遠鏡目視,首先意識到開(kāi)陽(yáng)本身是一個(gè)雙星系統,由開(kāi)陽(yáng)A(英文名Mizar A,后來(lái)也得到了拜耳命名大熊座ζ1)和開(kāi)陽(yáng)B(英文名Mizar B,后來(lái)也得到了拜耳命名大熊座ζ2)組成,兩星相距14角秒,使其成為人類(lèi)通過(guò)望遠鏡發(fā)現的首個(gè)目視雙星。隨后意大利天文學(xué)家伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)也對其進(jìn)行了觀(guān)測,試圖從中找出支持日心說(shuō)的證據,但由于他作出了錯誤的假設,這一嘗試未能成功。1890年,美國天文學(xué)家安東妮亞·莫里(Antonia Maury)對開(kāi)陽(yáng)A進(jìn)行了一系列光譜觀(guān)測,從中分辨出兩顆恒星的譜線(xiàn)成分,開(kāi)陽(yáng)A由此成為人類(lèi)發(fā)現的第一顆分光雙星。1908年,天文學(xué)家發(fā)現開(kāi)陽(yáng)B也是一個(gè)分光雙星,因此開(kāi)陽(yáng)實(shí)際上是一個(gè)四合星系統。

左:卡斯特利寫(xiě)給伽利略的信,其中提到他發(fā)現開(kāi)陽(yáng)本身就是一個(gè)雙星系統。右:伽利略的觀(guān)測記錄和計算。圖像來(lái)源:參考資料7

輔的英文名Alcor也源于古阿拉伯語(yǔ),意為“被忽視的﹑微弱的”,因易被開(kāi)陽(yáng)的明亮光芒掩蓋而得名。直到2010年,美國天文學(xué)家埃里克·馬馬杰克(Eric Mamajek)和尼爾·齊默爾曼(Neil Zimmerman)領(lǐng)導的兩個(gè)團隊才分別獨立發(fā)現輔也是一個(gè)雙星系統。較暗的伴星被稱(chēng)為輔B(Alcor B),是一顆微弱的紅矮星,與較亮的主星輔A(Alcor A)僅相距1角秒。

左:齊默爾曼團隊使用配備了星冕儀的海爾望遠鏡拍攝的輔B(圓圈內),圖像來(lái)源:Neil Zimmerman et al 2010 ApJ 709 733。右:馬馬杰克團隊使用多鏡面望遠鏡拍攝的輔B(右下方亮點(diǎn)),圖像來(lái)源:Eric E. Mamajek et al 2010 AJ 139 919

經(jīng)過(guò)數世紀的觀(guān)測,天文學(xué)家最終發(fā)現,所謂的開(kāi)陽(yáng)雙星竟然“反復套娃”,包含了6顆星,其中開(kāi)陽(yáng)是由兩個(gè)雙星系統組成的四合星系統,而輔也是一個(gè)雙星系統。但是目前天文學(xué)家尚未確定開(kāi)陽(yáng)和輔之間究竟是物理雙星還是光學(xué)雙星。所謂的物理雙星,是指兩顆星之間存在物理聯(lián)系,圍繞共同的質(zhì)心旋轉,物理雙星又可分為僅憑目視即可分辨的目視雙星,以及通過(guò)光譜才能分辨的分光雙星;而光學(xué)雙星中的兩顆星雖然在天球上的投影看起來(lái)非常接近,但實(shí)際上兩者之間并沒(méi)有任何物理聯(lián)系。

開(kāi)陽(yáng)雙星實(shí)際上包含了6顆星。圖像來(lái)源:參考資料5

雖然天文學(xué)家目前不確定開(kāi)陽(yáng)和輔現在是否存在物理聯(lián)系,但是開(kāi)陽(yáng)和輔的自行表明,它們與北斗七星中除天樞和搖光以外的恒星一樣,朝相同的方向移動(dòng),這被稱(chēng)為大熊座移動(dòng)星群,該星群中的恒星可能曾經(jīng)是一個(gè)疏散星團,有著(zhù)共同的起源。這意味著(zhù)在久遠的過(guò)去,開(kāi)陽(yáng)和輔很可能是存在物理聯(lián)系的。

作為最容易觀(guān)測的雙星,開(kāi)陽(yáng)雙星值得廣大天文愛(ài)好者嘗試觀(guān)測。對于大部分人而言,很容易就能找到它們,在北半球的春季晚上八點(diǎn)左右,大熊座高懸于東北方天空,找到勺子形狀的北斗七星,從斗口第一顆星(天樞)往斗柄數起,第六顆就是開(kāi)陽(yáng)。在視力良好的情況下,你用肉眼就可以看到在開(kāi)陽(yáng)的旁邊有一顆挨得很近的較暗的星,那就是輔。如果有條件的話(huà),你也可以通過(guò)望遠鏡來(lái)觀(guān)測它們。

開(kāi)陽(yáng)雙星在北斗七星中的位置示意圖。圖像來(lái)源:參考資料5

開(kāi)陽(yáng)雙星宛如夜空中一顆神秘而璀璨的寶藏,為人類(lèi)探索宇宙的征程點(diǎn)亮了獨特的星光,從肉眼觀(guān)測到借助望遠鏡,再到光譜分析和星冕儀,天文學(xué)家逐步深入了解其復雜的組成。雖然在無(wú)盡的星河里,開(kāi)陽(yáng)雙星只是一個(gè)小小的篇章,但它卻散發(fā)著(zhù)獨特的魅力,承載著(zhù)人類(lèi)對浩瀚星空無(wú)盡的好奇與探索精神。


參考資料

1、Mizar,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar

2、Alcor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Alcor_(star)

3、Mizar and Alcor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar_and_Alcor

4、Bruce McClure,Mizar and Alcor in the bend of the big Dipper,Earth Sky,https://earthsky.org/brightest -stars/mizar-and-alcor-the-horse-and-rider/

5、Giles Sparrow ,Mizar and Alcor: the Plough's famous double star,BBC Sky at night,https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/mizar-alcor-plough-double-star

6、Daniel Johnson,Meet Mizar and Alocr: the Horse and Rider, Sky and Telescope, https://skyandtelescope.org/observing/celestial-objects-to-watch/meet-mizar-and-alcor-the-horse-and-rider/

7、Galileo e le stelle doppie,http://www.unsaltonelcielo.it/galileo-e-le-stelle-doppie/

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