開陽雙星是由大熊座方向的開陽(又名北鬥六,英文名Mizar,在拜耳命名法中的名稱為(wei) 大熊座ζ)和輔(又名開陽增一,英文名Alcor,在弗蘭(lan) 斯蒂德命名法中的名稱為(wei) 大熊座80)組成的雙星係統,它是最容易觀測的雙星之一,不需要使用天文望遠鏡,隻需通過肉眼就可以將開陽和輔分辨開來,古阿拉伯人甚至將其用作測試視力好壞的標準,堪稱最古老的“視力測試表”。

開陽雙星的位置。圖像來源:Stellarium
開陽雙星位於(yu) 北鬥七星鬥柄末端的搖光和鬥柄上的玉衡兩(liang) 顆星之間,開陽在天球上的赤經為(wei) 13h23m55.92s,赤緯為(wei) 54°55′31.5″,距離我們(men) 約為(wei) 82.9光年,視星等約為(wei) 2.23等,是大熊座中的第四亮星;輔的赤經為(wei) 13h25m13.91s,赤緯為(wei) 54°59′17.0″,距離我們(men) 約為(wei) 81.7光年,視星等為(wei) 3.99等,比北鬥七星中最暗的天權(視星等為(wei) 3.31等)稍暗。開陽和輔之間的角距離約為(wei) 12角分,這意味著它們(men) 的真實距離約為(wei) 1.2光年。

輔和開陽。圖像來源:DSS
開陽的英文名Mizar源於(yu) 古阿拉伯語,意為(wei) “圍裙﹑蓋子﹑包裝物”。1617年左右,意大利數學家貝內(nei) 德托·卡斯特利(Benedetto Castelli)通過望遠鏡目視,首先意識到開陽本身是一個(ge) 雙星係統,由開陽A(英文名Mizar A,後來也得到了拜耳命名大熊座ζ1)和開陽B(英文名Mizar B,後來也得到了拜耳命名大熊座ζ2)組成,兩(liang) 星相距14角秒,使其成為(wei) 人類通過望遠鏡發現的首個(ge) 目視雙星。隨後意大利天文學家伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)也對其進行了觀測,試圖從(cong) 中找出支持日心說的證據,但由於(yu) 他作出了錯誤的假設,這一嚐試未能成功。1890年,美國天文學家安東(dong) 妮亞(ya) ·莫裏(Antonia Maury)對開陽A進行了一係列光譜觀測,從(cong) 中分辨出兩(liang) 顆恒星的譜線成分,開陽A由此成為(wei) 人類發現的第一顆分光雙星。1908年,天文學家發現開陽B也是一個(ge) 分光雙星,因此開陽實際上是一個(ge) 四合星係統。

左:卡斯特利寫(xie) 給伽利略的信,其中提到他發現開陽本身就是一個(ge) 雙星係統。右:伽利略的觀測記錄和計算。圖像來源:參考資料7
輔的英文名Alcor也源於(yu) 古阿拉伯語,意為(wei) “被忽視的﹑微弱的”,因易被開陽的明亮光芒掩蓋而得名。直到2010年,美國天文學家埃裏克·馬馬傑克(Eric Mamajek)和尼爾·齊默爾曼(Neil Zimmerman)領導的兩(liang) 個(ge) 團隊才分別獨立發現輔也是一個(ge) 雙星係統。較暗的伴星被稱為(wei) 輔B(Alcor B),是一顆微弱的紅矮星,與(yu) 較亮的主星輔A(Alcor A)僅(jin) 相距1角秒。

左:齊默爾曼團隊使用配備了星冕儀(yi) 的海爾望遠鏡拍攝的輔B(圓圈內(nei) ),圖像來源:Neil Zimmerman et al 2010 ApJ 709 733。右:馬馬傑克團隊使用多鏡麵望遠鏡拍攝的輔B(右下方亮點),圖像來源:Eric E. Mamajek et al 2010 AJ 139 919
經過數世紀的觀測,天文學家最終發現,所謂的開陽雙星竟然“反複套娃”,包含了6顆星,其中開陽是由兩(liang) 個(ge) 雙星係統組成的四合星係統,而輔也是一個(ge) 雙星係統。但是目前天文學家尚未確定開陽和輔之間究竟是物理雙星還是光學雙星。所謂的物理雙星,是指兩(liang) 顆星之間存在物理聯係,圍繞共同的質心旋轉,物理雙星又可分為(wei) 僅(jin) 憑目視即可分辨的目視雙星,以及通過光譜才能分辨的分光雙星;而光學雙星中的兩(liang) 顆星雖然在天球上的投影看起來非常接近,但實際上兩(liang) 者之間並沒有任何物理聯係。

開陽雙星實際上包含了6顆星。圖像來源:參考資料5
雖然天文學家目前不確定開陽和輔現在是否存在物理聯係,但是開陽和輔的自行表明,它們(men) 與(yu) 北鬥七星中除天樞和搖光以外的恒星一樣,朝相同的方向移動,這被稱為(wei) 大熊座移動星群,該星群中的恒星可能曾經是一個(ge) 疏散星團,有著共同的起源。這意味著在久遠的過去,開陽和輔很可能是存在物理聯係的。
作為(wei) 最容易觀測的雙星,開陽雙星值得廣大天文愛好者嚐試觀測。對於(yu) 大部分人而言,很容易就能找到它們(men) ,在北半球的春季晚上八點左右,大熊座高懸於(yu) 東(dong) 北方天空,找到勺子形狀的北鬥七星,從(cong) 鬥口第一顆星(天樞)往鬥柄數起,第六顆就是開陽。在視力良好的情況下,你用肉眼就可以看到在開陽的旁邊有一顆挨得很近的較暗的星,那就是輔。如果有條件的話,你也可以通過望遠鏡來觀測它們(men) 。

開陽雙星在北鬥七星中的位置示意圖。圖像來源:參考資料5
開陽雙星宛如夜空中一顆神秘而璀璨的寶藏,為(wei) 人類探索宇宙的征程點亮了獨特的星光,從(cong) 肉眼觀測到借助望遠鏡,再到光譜分析和星冕儀(yi) ,天文學家逐步深入了解其複雜的組成。雖然在無盡的星河裏,開陽雙星隻是一個(ge) 小小的篇章,但它卻散發著獨特的魅力,承載著人類對浩瀚星空無盡的好奇與(yu) 探索精神。
參考資料
1、Mizar,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar
2、Alcor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Alcor_(star)
3、Mizar and Alcor,Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar_and_Alcor
4、Bruce McClure,Mizar and Alcor in the bend of the big Dipper,Earth Sky,https://earthsky.org/brightest -stars/mizar-and-alcor-the-horse-and-rider/
5、Giles Sparrow ,Mizar and Alcor: the Plough's famous double star,BBC Sky at night,https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/mizar-alcor-plough-double-star
6、Daniel Johnson,Meet Mizar and Alocr: the Horse and Rider, Sky and Telescope, https://skyandtelescope.org/observing/celestial-objects-to-watch/meet-mizar-and-alcor-the-horse-and-rider/
7、Galileo e le stelle doppie,
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