北極星是什麼？如何找到它？
北極星是一顆亮度中等的恆星，在北半球大部分地區全年可見。雖然它不是天空中最亮的恆星，但它距離北天極不到1°，因此是辨別北方最方便的天體參照物之一。
使用Sky Tonight應用程序，無論身在何處，都能快速找到天空中的北極星。繼續閱讀，瞭解如何利用北斗七星定位北極星、確定真北方向，甚至估算所在地緯度。
內容
- 北極星（小熊座α）——恆星基本信息
- 北極星是什麼？
- 如何找到北極星
- 爲什麼北極星看起來固定不動？
- 如何利用北極星導航
- 北極星是一顆單獨的恆星嗎？
- 爲什麼北極星的亮度會變化？
- 天文學家最近對北極星有哪些新發現？
- 北極星一直都是指示北方的恆星嗎？
- 北極星：總結
北極星（小熊座α）——恆星基本信息
- 正式名稱：小熊座α，α UMi
- 常用名稱：北極星、極星、指路星
- 星表編號：HIP 11767、HR 424、HD 8890、TYC 4628-237-1
- 所屬星座：小熊座
- 恆星類型：三合星系統；可見主星北極星Aa是一顆F8 Ib型黃白色超巨星，也是一顆經典造父變星
- 赤經：02h 31m 49.08s（ICRS，J2000）
- 赤緯：+89° 15′ 50.8″（ICRS，J2000）
- 視星等：約2.0等；其微小的脈動變化用肉眼無法察覺
- 北極星Aa的質量：5.13 ± 0.28個太陽質量
- 北極星Aa的平均半徑：46.27 ± 0.42個太陽半徑
- 北極星Aa的表面溫度：約6,015 K
- 與地球的距離：136.90 ± 0.34秒差距，即約447光年
- 脈動週期：約3.97天
- 北極星Aa和Ab的軌道週期：約30年
- 北極星Aa的自轉週期：100.29 ± 0.19天
肉眼看去，北極星像一顆單獨的恆星，但它實際上是一個三合星系統。幾乎所有可見光都來自北極星Aa——這顆黃白色超巨星會有節奏地膨脹和收縮。
北極星是什麼？
北極星是最接近北天極、明亮且容易看見的恆星。北天極是地球北極正上方的天空點位。如今的北極星是小熊座α。
“北極星”是一種稱號，而不是某一顆恆星永恆不變的名稱。地球自轉軸的方向會在數千年間緩慢改變，因此在不同時期，不同的恆星會成爲北天極的最佳標誌。
北極星叫什麼？
現在的北極星就叫作北極星（Polaris）。Polaris這個名稱源自新拉丁語短語stella polaris，意爲“極星”。它的拜耳命名是小熊座α（α UMi）。北極星的其他傳統名稱包括極星和指路星，反映了它長期以來作爲北方天空指引的重要地位。
北極星在哪個星座？
北極星屬於小熊座。它位於小北斗斗柄的末端，也是小熊尾巴的尖端。
閱讀我們的拱極星座指南，進一步瞭解小熊座及其他全年都不會落到地平線以下的星座。
天狼星是北極星嗎？
不是。天狼星是大犬座中一顆完全不同的恆星。天狼星的視星等爲−1.4等，是夜空中最亮的恆星。北極星的視星等約爲2.0等，亮度只排在第50位左右。
什麼時候能看到北極星？
在北半球大部分地區，北極星是一顆拱極星：它整夜都位於地平線以上，而且全年可見。天空晴朗時，用肉眼便能相當容易地看到它。
所在地越靠北，北極星看起來就越高。在赤道附近，它緊貼北方地平線，可能會被霧霾、建築物或地形遮擋。在南半球大部分地區，北極星始終位於地平線以下。
如何找到北極星
北極星並不是特別明亮，因此在有光污染的天空中可能不會立刻顯得突出。識別它最簡單的方法是利用北斗七星或觀星應用程序。
如何利用北斗七星找到北極星
北斗七星是大熊座中一個醒目的星羣。找到構成鬥口外緣的兩顆星——天璇和天樞。它們常被稱爲“指極星”，因爲沿着它們就能找到北極星。
從天璇經天樞畫一條想象中的直線，再將它延長至兩星間距的約五倍。你會找到北極星：它是直線末端附近最亮的恆星，也是小北斗斗柄末端的一顆星。
北斗七星環繞北方天空運行時，朝向會不斷變化，因此根據季節和夜間時刻的不同，它看起來可能會正立、側傾或倒置。
查看我們的人人都能找到的15顆星信息圖，學習如何利用天空中熟悉的圖案定位北極星和其他著名恆星。
如何使用Sky Tonight找到北極星
找到北極星最簡單的方法是使用Sky Tonight應用程序：
- 啓動應用程序，然後點擊放大鏡圖標。
- 在搜索欄中輸入“北極星”，然後點擊匹配的結果。
- 點擊藍色目標按鈕，在天空地圖上顯示北極星。
- 點擊指南針按鈕，或將設備對準天空。
- 跟隨屏幕上的箭頭，直到找到北極星。
Sky Tonight會使用你的位置和當前時間，因此即使樹木、建築物或光污染讓常見星羣難以辨認，它也能告訴你應該朝哪裏看。
爲什麼北極星看起來固定不動？
地球自轉時，天空看起來會圍繞北天極轉動。遠離北天極的恆星會劃出較大的弧線，而在2020年代中期，距離北天極僅約0.6°的北極星所畫出的圓直徑大約爲1.2°。
這就是爲什麼其他熟悉的恆星看起來都在北極星周圍移動，而北極星卻似乎幾乎固定不動。關鍵在於，北極星的位置接近地球自轉軸向北延伸的方向，因此它每日的視運動幅度非常小。
北極星並非完全靜止：長曝光照片可以捕捉到它的移動，而且幾個世紀以來，它相對於北天極的位置也在逐漸變化。
如何利用北極星導航
如何利用北極星確定真北方向
在日常辨別方向時，北極星指示的方向接近真北，也稱爲地理北。找到北極星後，面向它：
- 北方在你正前方。
- 東方在你右側。
- 西方在你左側。
- 南方在你身後。
北極星並不恰好位於北天極，因此它看起來可能略微偏向真北的東側或西側。對於日常辨別方向來說，這一差異並不重要，但在精確的天文導航中必須加以校正。
北極星和指南針：哪個更適合確定北方？
北極星和指南針解決的問題略有不同。北極星指向的是真北附近，而且不受局部磁場影響，但需要晴朗的夜空，並且北方天空無遮擋。
指南針在白天和多雲天氣下也能使用，但它指向的是磁北，也就是地球磁極的方向。要確定真北，你可能需要根據磁偏角校正指南針讀數。磁偏角是所在地磁北與真北之間的夾角。你可以使用在線計算器查詢所在地的磁偏角。
兩種方法並不存在適用於所有情況的優劣之分。若要進行精確導航，應採用相應的校正，並儘可能使用多個參照物。
如何利用北極星估算所在地緯度
北極星在地平線以上的高度角約等於所在地的北緯度數，因此可以幫助你估算緯度。
例如，在北緯45°處，北極星出現在北方地平線以上約45°的位置，大致相當於手臂伸直時四個半拳頭的寬度。在北極，它幾乎位於頭頂正上方。在赤道附近，它緊貼地平線；霧霾、地形、建築物和大氣折射會使這種方法難以使用。
要嘗試這種方法，請面向北方並找到北極星。伸直一隻手臂，將握緊的拳頭底部對準北方地平線，然後將拳頭逐個向上疊加，直到北極星的位置。手臂伸直時，一個拳頭的寬度約覆蓋10°的天空，小指的寬度約覆蓋1°。將這些角度相加，即可估算北極星的高度角，從而估算所在地緯度。查看我們的天空角距離測量指南，瞭解更多用手測量的方法。
北極星是一顆單獨的恆星嗎？
不是。肉眼看起來是一顆星的北極星，其實是一個由北極星Aa、北極星Ab和北極星B組成的三合星系統。
- 北極星Aa是一顆明亮的超巨星和經典造父變星，也就是我們看到的北極星。
- 北極星Ab是一顆暗淡得多的F型主序星，大約每30年繞北極星Aa運行一週。它距離主星太近且亮度太低，普通業餘望遠鏡無法觀測到。
- 北極星B是一顆距離較遠的F型伴星，與主星相隔約18角秒。在大氣視寧度穩定的情況下，可以用中小型望遠鏡將其分辨出來，不過北極星Aa的強光會給觀測帶來挑戰。
美國國家航空航天局（NASA）的哈勃空間望遠鏡曾直接拍攝到近距離伴星北極星Ab。追蹤伴星的運動，使天文學家無須只依賴理論恆星模型，就能測量北極星Aa的質量。
北極星是什麼顏色？
北極星Aa是一顆F8 Ib型黃白色超巨星。不過在大多數觀測者眼中，它看起來是白色的，因爲它的黃色色調非常微弱。
它的兩顆伴星也都是F型恆星，整體呈白色或黃白色，但它們太暗，無法明顯影響整個系統的肉眼觀感。
查看我們的最亮恆星信息圖，探索其他著名恆星的顏色、位置和特徵。
爲什麼北極星的亮度會變化？
北極星Aa是一顆低振幅經典造父變星。它會反覆膨脹和收縮，使溫度、半徑和亮度在約3.97天的週期內發生變化。
這種變化太小，肉眼在隨意觀測時無法察覺，但天文學家可以精確測量。
造父變星對天文學至關重要，因爲它們的脈動週期與真實光度有關。通過比較造父變星的真實光度和從地球上看到的亮度，天文學家可以估算它的距離。北極星是距離我們最近、最明亮的經典造父變星，因此是研究這類恆星的重要對象。
天文學家最近對北極星有哪些新發現？
現代儀器揭示出，這顆人們熟悉的導航星比表面看起來更加複雜。
2024年：更精確地測量北極星的質量、半徑和軌道
一項2024年使用CHARA陣列開展的研究將北極星Ab的高分辨率觀測數據與數十年的徑向速度測量數據相結合。研究人員計算出北極星Aa的動力學質量爲5.13 ± 0.28個太陽質量。
同一項研究測得北極星Aa的平均半徑爲46.27 ± 0.42個太陽半徑，相當於約3,200萬公里，並進一步修正了北極星Ab的軌道。研究還表明，相較於某些恆星演化模型對具有同等實測質量的恆星所作的預測，北極星的光度更高。
2026年：首次直接測量經典造父變星的自轉週期
一項發表於2026年6月的研究利用五年的磁場監測數據，首次直接測得北極星的自轉週期：100.29 ± 0.19天。
研究人員稱，這是首次直接測量經典造父變星的自轉週期。在整個觀測期間，北極星微弱而複雜的磁場一直非常穩定，但其起源仍不確定。
測量結果還表明，這顆恆星的自轉軸很可能與其近距離伴星的軌道明顯不對齊。這一結果或許能幫助天文學家研究北極星不同尋常的演化史。
北極星一直都是指示北方的恆星嗎？
不是。地球自轉軸會以一種稱爲地軸進動（歲差）的運動緩慢改變方向，約26,000年完成一個週期。因此，北天極會在背景恆星之間逐漸移動。
公元前2800年左右，北天極更接近天龍座的右樞。後來，小熊座的北極二成爲辨別北方的重要參照星。北極星後來逐漸成爲標示北天極的最佳亮星；這個稱號並沒有在某個確切日期正式易主。
北極星何時最接近真北？
北極星仍在繼續靠近北天極，並將在2100年前後到達距離北天極約0.45°的位置。此後，地軸進動會使北天極逐漸遠離北極星。
最接近時刻的確切日期取決於計算如何考慮歲差、章動、光行差和恆星自行。因此，任何具體日期都只是根據所選模型得出的估算，並非一個固定的天文里程碑。
下一顆北極星是哪顆？
隨着北天極在天空中移動，將有數顆亮星成爲辨別北方的重要參照星。以下年代爲近似值，而且這些恆星並非都會像今天的北極星一樣如此接近北天極：
- 少衛增八（仙王座γ）將成爲下一顆顯著的北極星，並在4100年前後最接近北天極。
- 仙王座的天鉤五（仙王座α）將在7500年前後成爲重要的北方參照星。
- 織女星將在14,000年前後位於北天極附近，但仍會與北天極相隔數度。
歲差週期約每26,000年重複一次，但天空不會恢復成完全相同的星圖，因爲恆星本身也在太空中運動。
北極星：常見問題
北極星是什麼？
北極星就是小熊座α，是一個三合星系統，其明亮主星是距離我們最近的經典造父變星。目前，它是肉眼辨認北天極最實用的參照星。
北極星位於哪個星座？
北極星位於小熊座，處在小熊尾巴的尖端，也標誌着小北斗斗柄的末端。
北極星屬於北斗七星嗎？
不屬於。北極星是小北斗的一部分，而小北斗是小熊座中的一個星羣。北斗七星中的指極星天璇和天樞可以幫助觀測者找到它。
北極星是最亮的恆星嗎？
不是。北極星是小熊座中最亮的恆星，但在夜空恆星亮度中僅排在第50位左右。天狼星纔是最亮的恆星。
北極星總是指向北方嗎？
在2020年代中期，北極星距離北天極約0.6°，因此在日常辨別方向時，其方位足夠接近真北。它的確切方位角會在真北的東側和西側輕微變化，精確導航時則需要加以校正。
在赤道能看到北極星嗎？
在赤道，北天極位於地平線上，因此北極星會在每個恆星日中略微升至地平線以上，又落到地平線以下。如果北方地平線完全無遮擋，它可能會在有利時刻可見，但霧霾和大氣消光通常會使觀測變得困難。
在南半球能看到北極星嗎？
在赤道以南的大部分地區，北極星始終位於地平線以下。在赤道以南不遠的地方，它有時可能略微升到地平線以上，但高度始終非常低，通常很難觀測。
有南極星嗎？
目前沒有任何亮星足夠接近南天極，可以像北極星一樣成爲南方天空中顯眼的對應星。南半球的觀測者通常會利用南十字座估算南方的方向。
北極星離我們有多遠？
北極星距離地球約447光年。這意味着它的光大約需要447年才能到達我們這裏，因此今天看到的北極星其實是它在16世紀末的樣子。
北極星：總結
北極星不是最亮的恆星，但它距離北天極不到1°，因此成爲北半球夜空中最實用的指引之一。北極星還是一個非凡的三合星系統，也是距離我們最近的經典造父變星。
利用北斗七星中的天璇和天樞，可以在天空中定位北極星。如果想用更快速、更簡單的方法，請使用Sky Tonight應用程序，準確查看北極星在你所在地的天空中出現在哪裏。找到北極星後，還可以測量它在地平線以上的高度角來估算所在地緯度。
