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太空动物明星榜:大熊和小熊

http://www.sina.com.cn  2005年04月19日 10:03  《少年科学画报》 

  △大熊和小熊的故事

  在希腊神话里,传说月神兼狩猎女神阿尔特米斯有个名叫卡丽斯托的侍女,她长得非常漂亮。有一天,卡丽斯托在山林中打猎的时候感觉有点儿累,便躺在小树林中的一片绿草地上休息。这时,天神宙斯恰巧从这里经过,看见如此美貌的卡丽斯托,一见倾心。后来他们结合生下了一个可爱的小男孩,取名为阿卡斯。母子俩在一起生活得很愉快。可惜,好景不长,他们的事被天后赫拉知道了,嫉妒得要命,决心用自己的法力惩罚他们。

  面对气势汹汹的赫拉,无辜的卡丽斯托跪在地上苦苦哀求。但是赫拉根本不听,仍施魔法使漂亮的卡丽斯托身上长出了长而粗的黑毛,纤纤玉指变成了利爪,变成了一只大母熊。15年后,卡丽斯托的儿子阿卡斯长成一个出色的猎人。有一天,卡丽斯托见到自己的儿子,兴奋地跑上前去伸开双臂想拥抱阿卡斯。可是,阿卡斯哪里知道这只大熊就是自己天天思念的母亲。于是他举起长矛对准大熊准备猛刺。惨剧即将发生的关键时刻,被天神宙斯发现了。为了挽救母子俩,宙斯把阿卡斯也变成了一只小熊,让它们母子相聚,并把它们提升到天界,成为两个荣耀的星座――大熊座和小熊座。

  △大熊身上藏北斗,小熊尾上藏北极

  那么,这两个荣耀的星座在哪儿呢?按照我国古代的星座划分法,大熊座位于斗宿范围,大熊的身体部分就是我们大家十分熟悉的北斗七星。北斗七星是北方天空中十分醒目的几颗亮星,它们排列的形状好像一只大汤勺,斗宿的名称也是由此而来。北斗七星是大熊座中最亮的几颗星,在我国北方,一年四季都能看见它们。

  小熊座就在大熊座的北边,紧挨着大熊座。小熊座中有一颗地位最最显赫的星,坐在北天极的宝座上、群星都围绕着它旋转的北极星。北极星是小熊座中最亮的星――小熊座α星,它位于想象中的小熊的尾巴尖儿上。

  怎样才能找到小熊座和北极星呢?我们可以通过大家熟悉的北斗七星来寻找。看到北斗七星以后,将斗勺外边沿两颗星连起来,并且朝斗口方向延长5倍远,就能找到北极星了。北极星近旁没有其它亮星,只有它孤零零地独坐在北天极的宝座上。有趣的是,北极星和小熊座其他几颗比较亮的星也组成了一个长柄的

  小斗勺的形状,北极星在斗柄的头上。

  △北极星与拱极星

  天文学家把星空想象为一个以地球为中心的球面,并称之为天球。当地球不停地围绕着自转轴旋转的时候,自转轴的北端总是指向天球上的小熊座α星,小熊座α星就幸运地成为北极星。地球自转轴延伸出去就是天轴,由于地球的自转,太阳、月亮和星星等各种天体都围绕着这假想的天轴日复一日、周而复始地旋转不停,只有北极星安安稳稳地坐在北天极的宝座上不和群星一起作周日旋转运动。这样,我们就看到北方天空中的星星都以北极星为中心,围绕着北极星做周日旋转运动。严格来讲,北极星也是一颗拱极星,因为它和北天极并不重合,还有 45'的距离,可是北天极附近只有这一颗较亮的星,所以就把它当作北极星了。

  北斗七星特别明亮,因此它的周日旋转运动是最明显的。在一个空旷的地方,用三角架固定照相机对准北极星,胶卷要使用快速的,聚焦无穷远,曝光时间至少在半个小时以上,这样就能拍到北极星周围恒星周日旋转的照片了。如果能连续曝光几个小时,拍到的照片是一个个大小不等、亮暗不同的同心圆,以北极星为圆心,真是美妙极了。北极星附近恒星的周日视运动全部都在地平圈之上,因此我们才能拍出同心圆的效果,我们称这些星为拱极星。

  △小熊座α星不会永远是北极星

  大熊座因拥有明亮的北斗七星而格外荣耀,小熊座因拥有北极星也不逊色。可惜,小熊座α星不能永远是北极星。这是为什么呢?

  原来,这是地球自转运动造成的结果。地球不停地自转着,它的自转轴始终指向北天极方向。地球在太阳、月亮和其他大行星的引力作用下,地轴会沿着顺时针方向围绕着黄极缓慢地旋转。地球的这种缓慢运动,叫做地球的进动。地球的进动非常缓慢,25800年旋转一周,我们在短时间内是看不出来的。

  地球进动的结果使地轴的指向在天球上作缓慢的圆周运动。随之,北天极的位置在缓慢地变化着。目前,北天极距离小熊座α星45’,这个距离还会不断变短,到2100年达到最小值28’。此后,它就要慢慢远离小熊座α星,小熊座α星也就会慢慢地把北极星的宝座让位给其他星了。

  △斗柄指向四季不同

  仔细观察过北斗七星的小朋友,一定会发现明亮的北斗七星不仅每天在作周日旋转,而且一年四季不同季节出现在星空中的位置也是各不相同的。

  这是由于地球自转的同时又在不停地自西向东围绕着太阳公转,造成了恒星每天提早4分钟升起的现象。每天提早4分,1个月2个小时,每个季度6个小时,6个小时,星空刚好旋转90°,正好是整个天球的四分之一。因此人们往往用春夏秋冬四季来划分天球,称为四季星空。

  在北半球的四季星空中,北斗七星是一个非常醒目的标志。春夏秋冬,斗柄的指向各不相同。我国古代早已知道了这一点,古书中有这样四句话:“斗柄东指,天下皆春。斗柄北指,天下皆夏。斗柄西指,天下皆秋。斗柄南指,天下皆冬。”当然,这里所说的斗柄指向,都是在天黑以后不久所看到的情况。

  △斗勺形状在缓慢变化

  北斗七星除了具有一年四季的位置变化之外,还有一种经过长时间以后才能看得出来的斗勺形状的变化。这又是怎么回事呢?

  原来,这是由恒星自行造成的结果。恒星之所以叫恒星,不仅是因为它们不像行星那样围绕太阳旋转,而且还因为古时候人们不知道它们也都有各自的运动。

  北斗七星的7颗星并不是一个有物理联系的集体,它们的自行是各走各的。由于它们距离我们都太遥远了,我们看到它们的自行都非常缓慢,人的一生中很难看出它们的变化。但是,累积几万年以后,北斗七星的面目就全非了。

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