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

開陽雙星的位置。圖像來源:Stellarium

開陽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,開陽在天球上的赤經(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(quán)(視星等為3.31等)稍暗。開陽和輔之間的角距離約為12角分,這意味著它們的真實距離約為1.2光年。

輔和開陽。圖像來源:DSS

開陽的英文名Mizar源于古阿拉伯語,意為“圍裙﹑蓋子﹑包裝物”。1617年左右,意大利數(shù)學家貝內(nèi)德托·卡斯特利(Benedetto Castelli)通過望遠鏡目視,首先意識到開陽本身是一個雙星系統(tǒng),由開陽A(英文名Mizar A,后來也得到了拜耳命名大熊座ζ1)和開陽B(英文名Mizar B,后來也得到了拜耳命名大熊座ζ2)組成,兩星相距14角秒,使其成為人類通過望遠鏡發(fā)現(xiàn)的首個目視雙星。隨后意大利天文學家伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)也對其進行了觀測,試圖從中找出支持日心說的證據(jù),但由于他作出了錯誤的假設(shè),這一嘗試未能成功。1890年,美國天文學家安東妮亞·莫里(Antonia Maury)對開陽A進行了一系列光譜觀測,從中分辨出兩顆恒星的譜線成分,開陽A由此成為人類發(fā)現(xiàn)的第一顆分光雙星。1908年,天文學家發(fā)現(xiàn)開陽B也是一個分光雙星,因此開陽實際上是一個四合星系統(tǒng)。

左:卡斯特利寫給伽利略的信,其中提到他發(fā)現(xiàn)開陽本身就是一個雙星系統(tǒng)。右:伽利略的觀測記錄和計算。圖像來源:參考資料7

輔的英文名Alcor也源于古阿拉伯語,意為“被忽視的﹑微弱的”,因易被開陽的明亮光芒掩蓋而得名。直到2010年,美國天文學家埃里克·馬馬杰克(Eric Mamajek)和尼爾·齊默爾曼(Neil Zimmerman)領(lǐng)導的兩個團隊才分別獨立發(fā)現(xiàn)輔也是一個雙星系統(tǒng)。較暗的伴星被稱為輔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(nèi)),圖像來源: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),圖像來源:Eric E. Mamajek et al 2010 AJ 139 919

經(jīng)過數(shù)世紀的觀測,天文學家最終發(fā)現(xiàn),所謂的開陽雙星竟然“反復套娃”,包含了6顆星,其中開陽是由兩個雙星系統(tǒng)組成的四合星系統(tǒng),而輔也是一個雙星系統(tǒng)。但是目前天文學家尚未確定開陽和輔之間究竟是物理雙星還是光學雙星。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(zhuǎn),物理雙星又可分為僅憑目視即可分辨的目視雙星,以及通過光譜才能分辨的分光雙星;而光學雙星中的兩顆星雖然在天球上的投影看起來非常接近,但實際上兩者之間并沒有任何物理聯(lián)系。

開陽雙星實際上包含了6顆星。圖像來源:參考資料5

雖然天文學家目前不確定開陽和輔現(xiàn)在是否存在物理聯(lián)系,但是開陽和輔的自行表明,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,這被稱為大熊座移動星群,該星群中的恒星可能曾經(jīng)是一個疏散星團,有著共同的起源。這意味著在久遠的過去,開陽和輔很可能是存在物理聯(lián)系的。

作為最容易觀測的雙星,開陽雙星值得廣大天文愛好者嘗試觀測。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(shù)起,第六顆就是開陽。在視力良好的情況下,你用肉眼就可以看到在開陽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,你也可以通過望遠鏡來觀測它們。

開陽雙星在北斗七星中的位置示意圖。圖像來源:參考資料5

開陽雙星宛如夜空中一顆神秘而璀璨的寶藏,為人類探索宇宙的征程點亮了獨特的星光,從肉眼觀測到借助望遠鏡,再到光譜分析和星冕儀,天文學家逐步深入了解其復雜的組成。雖然在無盡的星河里,開陽雙星只是一個小小的篇章,但它卻散發(fā)著獨特的魅力,承載著人類對浩瀚星空無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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