北斗七星都是什么星?它们有多大,距离地球有多远?
北斗七星的斗柄指向西北方向,也就意味着立冬的到来。正所谓:斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。那么,北斗七星究竟是什么星呢?为什么它们可以指示地球上的季节?这之间有什么关系?
在观测条件好的某个地方,夜空中肉眼能看到的星星有两千多颗。在整个地球上,肉眼可见的星星有七千多颗,这其中就包括位于北方天空的北斗七星。
在这些星星中,水、金、火、木、土这五颗星是位于太阳系内的行星,它们与地球一样,绕着太阳公转。太阳作为太阳系内的唯一已知恒星,其质量占据太阳系总质量的99.86%,它产生的强大引力束缚着各大行星的运动。
除了五大行星之外,夜空中的星星其实都是恒星,北斗七星同样也是恒星。既然是恒星,自身就能通过核聚变反应,放出光和热。不仅如此,大多数恒星就像太阳那样,周围也有行星环绕。
虽然夜空中有数千颗肉眼可见的恒星,而且大多数其实比我们的太阳更大并且更亮,但它们无法照亮地球上的夜晚,不能像太阳那样给地球带来光和热。这是因为它们离地球实在太远了,它们发出的光大部分都消散在浩瀚的宇宙空间中,只有一小部分能够来到地球上。
那么,北斗七星距离地球有多远呢?它们又有多大呢?
从斗柄到斗口的七颗星依次为:
(1)瑶光
瑶光是一颗非常年轻的恒星,诞生至今只有1000万年,而我们的太阳年龄已经达到了46亿年。这颗恒星距离地球103.9光年,质量是太阳的6.1倍,实际亮度是太阳的594倍。如果把太阳换成瑶光,地球将会被烤焦,宜居带将会迁移到36亿公里之外,相当于天王星的轨道外侧。
由于瑶光的质量很大,自身强大的重力让核心区域的温度和压力变得很高,使得核聚变反应速率远远快于太阳,所以它反而会更快地耗尽核燃料。据估计,瑶光的寿命不到1.1亿年,相当于太阳的百分之一。
(2)开阳
开阳位于82.9光年之外,它的质量相当于太阳的2.2倍,亮度是太阳的33.3倍,年龄为3.7亿年。如果视力和观测条件足够好,还能在开阳旁边看到一颗暗淡的星星,那就是名为"辅"的伴星。
借助现代天文望远镜,天文学家发现,开阳并不是一个简单的双恒星系统,而是一个罕见的六合星系统。辅的附近还有一颗更小的恒星,它们组成了双星系统。开阳附近还有三颗恒星,它们构成了四合星系统。这6颗恒星又通过引力相互束缚在一起,形成更大的恒星系统。
(3)玉衡
玉衡位于82.6光年之外,其质量是太阳的2.9倍,光度为太阳的102倍,它是北斗七星中肉眼看起来最亮的那颗星。天文学家发现,玉衡的光度呈现周期性变化,这被认为是一颗次星体引起的。
(4)天权
天权也就是古人常说的文曲星,它距离地球80.5光年,质量估计是太阳的1.6倍,实际亮度是太阳的14倍。天权周围还有两颗暗淡的伴星,它们组成了一个三合星系统。
(5)天玑
天玑与我们相距83.2光年,它的质量约为太阳的2.9倍,光度相当于太阳的65倍。观测显示,天玑会绕着空间中的一个点摆动,其原因是它附近有一颗伴星,两者互相绕行一圈的时间约为20年。
(6)天璇
天璇位于79.7光年之外,质量是太阳2.7倍,光度是太阳63倍。根据天璇的质量,它的寿命估计为8.3亿年。天璇诞生至今已有5亿年,它正在走向衰亡。
(7)天枢
天枢与地球相距123光年,其质量为太阳的3.4倍,它的附近还有一颗质量为太阳1.6倍的伴星,它们构成了双星系统。天枢核心中的氢燃料已经消耗殆尽,目前已经膨胀为一颗巨星,体积将近太阳的5000倍,光度是太阳的165倍。
天枢和天璇位于北斗七星的斗口部分,它们能够指示北极星的方位。从天璇向天枢方向延伸五倍,就能看到一颗比较亮的星,那就是北极星(实际是一个三合星系统)。由于北极星刚好位于北天极附近,无论地球怎么自转,这颗恒星都不会升起和落下,一直悬挂在北天,所以它能被用来辨别北方。
北斗七星之间并没有直接的关系,它们分属于不同的恒星系统。北斗七星之间相隔遥远,比如瑶光与天璇相距47光年。只是从地球上看来,这七颗亮星刚好排列成勺子形状。随着地球的自转和公转,北斗七星在北极星周围转动,斗柄的指向刚好能被用来指示季节。
在银河系中,无论是太阳,还是北斗七星,都会环绕银河系中心公转。每颗恒星的公转速度是不一样的,太阳的绕行速度为220公里/秒,转动一圈的时间为2.3亿年。
随着恒星之间的相对运动,它们在宇宙空间中的相对位置会发生变化,所以在遥远的未来,北斗七星的排列方式将会变得完全不一样,不再是现在这样的勺子状。而在遥远的过去,天空中也没有北斗七星。只有在我们这个时代,独特排列方式的北斗七星才会出现于地球的夜空中。
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