北极星的变迁 [复制链接]

第6版()
专栏：宇宙剪影

　　北极星的变迁
　　周芬
大家都知道，北极星可以给我们指示方向。然而，这也是历史地有条件的。事实上，没有一颗星能够永远保持北极星这一特殊称号。五千多年前，埃及人建造金字塔的时候，天龙座阿尔法星（右枢）是北极星。两千多年前，司马迁在《史记·天官书》里所说的“中宫天极星，其一明者，太一常居也”，又指小熊座贝塔星（帝星）是北极星。今天我们所说的北极星是小熊座阿尔法星
（勾陈一），目前它离北极不到一度，而且还正在接近，到公元二千一百年时，它离北极最近，只有半度；从此以后又渐渐离开。到公元一万三千六百年时，大名鼎鼎的织女星将成为北极星，这个称号在她头上约可保持三千年，然后又得让位给别的星。
由于北极星的变迁，一个地方所看见的天象也随时代而不同。例如，现在冬季里辉煌灿烂的天狼星和参宿七，到公元一万三千年时，将永远处于北京的地平线以下，我们的后代将会看不见。所以如果相隔的时间较久，我们便不得不重新描绘我们的星图。
对于北极星的这种变迁，以及由此而引起的恒星位置的变化，可以由很精确的数学公式计算出来，这叫做岁差。这种岁差运动，远在公元前二世纪已被希腊天文学家依巴谷发现；公元四世纪，我国晋代天文学家虞喜也独立地发现了这一现象。但是，一直到一六八七年牛顿才说明了它的原因。
原来，岁差运动并非恒星本身所有，而是地球一种运动的反映。地球除了自转和公转以外，它的自转轴还循着与地球自转相反的方向在天空里运动，每二万六千年一周。这是由于太阳和月亮对于地球赤道隆起部分的吸引而产生的。假若地球是个正圆形，就不会有这现象。现在地球两极扁平，赤道部分隆起，当太阳或月亮处在地球赤道平面以外的时候，它对于隆起部分远近两边引力大小不同，因此就有扳动赤道平面的倾向，而地球的自转又对这倾向进行反抗。这情况很象小孩子玩的陀螺，其结果是使它的自转轴在空间里扫出一个圆锥面，也就是说天极在星空里画出一个圆，而黄极就是圆的中心。
但是，太阳和月亮位置变动很大，有时在地球赤道的平面上，有时离平面相当远；有时在平面的这一边，有时在那一边。因此，地球赤道隆起部分所受的力常有变动，而天极也就不能平稳地沿圆周运动，只得左右摆动、时快时慢地往前行。这种摆动现象，叫做章动。章动具有周期性，周期性为十八点六年。
还有，作为岁差运动圆心的黄极，在天空里也不是不动的。由于地球遭受别的行星的吸引，地球绕太阳运动的轨道（黄道）平面也在缓慢地摆动，因而黄道平面的极（黄极）也在移动，虽然每百年只移动四十七秒。
这些现象的联合作用，就使得天极在星空里走螺旋形曲线，而永远不能再回到它的出发点。