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拱極星(Circumpolar stars):位於某一特定緯度的觀測者所看到的圍繞在天極周圍永不落下的恆星。 拱極星是位於天球的極點,也就是赤道坐標系統的天極附近恆星。由於地球自轉的關係,使夜空看似也在轉動,而多數恆星圓軌跡的部分路徑會被掩蔽在地平圈下。

1 拱極星 -基本簡介

拱極星拱極星

拱極星是一些在恆顯圈內永不沒入地平線下的星座,這些星座會隨著觀察者的緯度而有所不同,緯度愈高,拱極星座愈多。

以北半球為例,假設觀察者緯度是φ,那麽赤緯大於90°-φ天區永不沒入地平線下(在恆顯圈內),該緯度的觀察者一年四季都可看見那些星座隨地球自轉而圍繞北天極(北極星)作周日視運動。

對於北半球中緯度(40°N-50°N)而言,拱極星座有小熊座、大熊座、天龍座、仙王座、仙后座和鹿豹座。對於南半球中緯度(40°S-50°S)來說則為南極座(南天極所在)、天燕座、山案座、蝘蜓座等,由於南天極星座沒有太明亮的恆星,所以不太受注目。

對於北極地區而言,北天極在天頂,所有北天球的星座皆為拱極星座;南極地區則為南天球的星座。

2 拱極星 -研究

拱極星拱極星

拱極星(Circumpolar stars):位於某一特定緯度的觀測者所看到的圍繞在天極周圍永不落下的恆星。 拱極星是位於天球的極點,也就是赤道坐標系統的天極附近恆星。由於地球自轉的關係,使夜空看似也在轉動,而多數恆星圓軌跡的部分路徑會被掩蔽在地平圈下。

如果在一些地點上觀察(在理想的環境下),只要恆星與北天極的視位置較接近話,這些恆星就永遠不會落入地平圈下。因此就這些地點而言,理論上在一年中的任何一天,都可整夜看見這些恆星。而另一方面,有些非常靠近另一天極的恆星會連周日運動都看不出來,因為它們升得最高也不能升至觀測者所在的地平在線。例如觀星者不可能在北京看見接近南天極的拱極星。

這樣的定義暗示在不同的地理緯度,能被稱為拱極星的恆星是不一樣的。例如,在地球北極或南極的觀測者,會看見所有的恆星都是拱極星(因為所有天體皆圍繞天極轉動而永不落下);在赤道上的觀測者則看不見任何一顆星是拱極星,因為兩個天極皆緊貼在地平在線。在不同的地理緯度上,會使在接近天極的一部分恆星為拱極星,視乎觀測者身處之半球與緯度高低而定。

有些天文學家將距離天球赤道55°以上的恆星定義為拱極星,也就是在赤緯55°至90°之間天體是拱極星。換言之,拱極星是在南、北天極周圍35°以內的天體。

這些天文學家之所以會提出這種想法,是因為從他們所在位置的vantange點都在熱帶之外,多數位置在赤緯±55°─±90°之間的天體不是永不沒入地平線下,就是從不曾出現在地平在線。那些非常靠近北極的恆星所在星座(就北半球而言,例如仙后座、仙王座、大熊座和小熊座)都在這範圍內。居於北半球中緯度地區的觀星者看見這些星座終年都在地平在線,從未升起或下沉。而非常靠近南極的星座和其中的恆星,例如南十字座、船底座、和水蛇座,相對於居住在南半球中緯度地區,例如澳洲、南非、阿根廷等國的觀星者,看見這些星座終年都在地平在線。但從上述北半球的觀測者而言,這些靠近南極的星座也永不能在地平在線出現。

3 拱極星 -緯度 

拱極星拱極星

在一個半球的拱極星和繞著極區的星座(在天球極點35°範圍內的天體)不會在另一個半極的中緯度和高緯度地區被看見。例如,在南極附近的拱極星十字架二(南十字座α),在華中和華北地區是看不見的。同樣的,在南美洲的巴塔哥尼亞也永遠看不見在北天極附近大熊座內的北斗七星。

在北半球,所有的拱極星都繞著北極星轉動,而北極星幾乎是固定不動的永遠在北方(方位角為0°),與地平線保持著相同的高度(距離地平線的角度),並且總與觀測者所在地的地理緯度相同。

這樣的定義暗示在不同的地理緯度,能被稱為拱極星的恆星是不一樣的。例如,在地球北極或南極的觀測者,會看見所有的恆星都是拱極星(因為所有天體皆圍繞天極轉動而永不落下);在赤道上的觀測者則看不見任何一顆星是拱極星,因為兩個天極皆緊貼在地平在線。在不同的地理緯度上,會使在接近天極的一部分恆星為拱極星,視乎觀測者身處之半球與緯度高低而定。

有些天文學家將距離天球赤道55°以上的恆星定義為拱極星,也就是在赤緯55°至90°之間天體是拱極星。換言之,拱極星是在南、北天極周圍35°以內的天體。

4 拱極星 -拱極星座

拱極星大熊星座

大熊座,拱極星座之一。
座內北斗七星是航海和測量者的標誌,在北天排列成斗勺形的七顆亮星,易於辨認。這七顆亮星名稱是:天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽、搖光。前四顆星叫「斗魁」,又名「璇璣」;后三顆星叫「斗勺」「斗柄」。這七顆星就是大熊座α、β、γ、δ、ε、ζ、η,除天權δ是三等星外,其餘六顆都是二等星。聯接天璇β和天樞α兩星的線延長約5倍處,可尋找到北極星。故β星和α星又名「指極星」。

小熊座,最靠近北天極的星座。
北天極即在座內,七顆主要的星列成斗形。斗柄末端是α星,即北極星(勾陳一)是三合星,又是變星。星等從1.96等變列2.05等。斗魁內的β星(帝星)是2等星,γ星(太子)是3等星,這兩顆星也叫做「護極星」。座內有亮於4等的星7顆。北極星指示著正北方向,它的高度角就是觀測地的地理緯度。

天龍座是北天夜空中一年四季都可以看到的星座,它位於北冕座以北,看起來它的確像一條蛟龍彎彎曲曲地盤旋在大熊座、小熊座與武仙座之間,所跨越的天空範圍很廣。高昂的龍頭緊靠武仙座,由4顆星組成,構成一個四邊形。長長的龍身圍繞著北極星半圈。龍頭由4顆2、3、4、5等星組成。從龍頭斗形中上的兩顆星引出一條直線向北,可以找到北極星。它是拱極星座,在北半球四季可見。每年5月24日子夜天龍座的中心經過上中天。天龍座是全天第8大星座。

仙后座拱極星座之一位於仙王座以南,仙女座之北,與大熊座遙遙相對,因為靠近北天極,全年都可看到,尤其是秋天的夜晚特別榮耀。向北延長秋季四邊形的飛馬座γ星和仙女座α星,有一顆明亮的2m星,這就是仙后座β星(沿著這條線再向北就可以看到北極星了)。仙后座中最亮的β、α、γ、δ和ε五顆星構成了一個英文字母「M」或「W」的形狀,這是仙后座最顯著的標誌。

仙王座(Cepheus)位於天鵝座以北,仙后座以西,它大部分沉浸在銀河之中,我們一年四季都可以看到它。不過,這個星座中最亮的星也還不到2m,所以要找到它並不是很容易。仙王座中最美麗的天體是彩虹星雲(NGC7023),位於1300光年遠的仙王座恆星豐產區,星雲物質圍繞在一顆大質量、熾熱,顯然尚處於形成階段的年輕星球,泄漏機密的紅色輝光,在恆星明亮的中心區兩側告訴我們,那裡有大量的氫原子被來自於恆星看不見但強烈的紫外光照耀激發。仙王座是拱極星座之一。

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