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小熊座

包括北极星在内的北天拱极星座
“小熊座”重定向至此。关于日本提供的一个热带风暴的命名，请见“台风小熊”。

小熊座（拉丁语：Ursa Minor）是北天星座之一。与大熊座一样，小熊座的尾巴也可被视为斗（或勺）的手柄，因此有“小北斗”之称：七颗星中的四颗星组成斗上的瓢，像北斗七星那样。公元2世纪的天文学家托勒密把小熊座列入它的48星座，并沿用至今成为88个现代星座之一。传统上小熊座是一个重要的导航星座，在航海上尤其重要，这是因为小熊座的勾陈一就是北极星。

小熊座
Ursa Minor
星座
Ursa Minor
小熊座恒星列表
缩写UMi[1]
所有格Ursae Minoris[1]
发音/ˌɜːrsə ˈmaɪnər/,
genitive /ˌɜːrsiː mɪˈnɒrɪs/
象征物小熊[1]
赤经08h 41.4m – 22h 54.0m[1]
赤纬65.40° – 90°[1]
家族大熊家族
象限NQ3
面积256平方度 (第56名)
主要恒星7
拜耳/弗氏
恒星		23
有行星的恒星4
亮度3m以上的恒星3
距离在10秒差距（32.62光年）内的恒星0
最亮星勾陈一[2]（目前的北极星） (1.97m)
最近的恒星小熊座UU
(42.60 ly, 13.06 pc)
梅西耶天体0
流星群小熊座流星群
邻接星座天龙座
鹿豹座
仙王座
可以看见的纬度范围： +90°至−10°之间
最适合观赏的月份：六月[2]

勾陈一（小熊座α）是这个星座内最亮的恒星，它是黄白色的超巨星，同时也是夜空中最亮的造父变星，其视星等变化范围为1.97至2.00。北极二（小熊座β）这恒星处于其生命的晚期，它已经膨胀过并冷却成视星等为2.08的橙巨星，只比勾陈一暗一点。北极二和北极一（小熊座γ）曾经被称为“北极星的守护星”[3]。小熊座共有四颗恒星被探测到有行星围绕，其中包括北极二。 小熊座还包含一颗孤立的中子星——卡维拉星（英语：Calvera (X-ray source)），以及已知最热的白矮星H1504+65，其表面温度为20万开氏度。

历史与神话

 
图为被天龙座环绕的小熊座，见于《乌剌尼亚之镜（英语：Urania's Mirror）》[4]，一套约在1825年于伦敦出版的星座卡牌。

巴比伦

小熊座在巴比伦星表（英语：Babylonian star catalogues）中被称为“天神的马车”（MULMAR.GÍD.DA.AN.NA，也与女神达姆金娜有关）。于公元前10世纪编集的MUL.APIN（英语：MUL.APIN）星表把小熊座各恒星列入“恩利尔众星”——也就是北天[5]。

腓尼基与希腊

根据第欧根尼·拉尔修对卡利马利斯的引用，米利都的泰勒斯“量度过腓尼基人航海用的马车座各恒星”。第欧根尼辨识出这些恒星属于小熊座，而由于据说腓尼基人用它们作航海定位，因此又被称为“腓尼基星”（Phoinikē）[6][7]。而把这两个北天星座以“熊”来命名的传统看来确实是源自希腊的，尽管荷马提到过只有一只“熊”[8]。因此原来的“熊”是大熊座，而小熊座则被认为是第二只，又或是后来的“腓尼基熊”（Ursa Phoenicia，因此Φοινίκη，Phoenice），这是由斯特拉波（I.1.6, C3）根据泰勒斯的提议而命名的，泰勒斯向希腊人建议使用小熊座作为导航工具，而当时希腊人用的则是大熊座。

在经典时代时，由于天极离北极二更近一点，而非勾陈一，因此古人使用整个小熊座来指示正北方；但自中世纪以来，尽管小熊座α（即勾陈一）距天极还有数度之遥，已改用其作为北极星较方便[9][a]。

小熊座在希腊的古名为“库诺苏剌”（Cynosura，古希腊语：Κυνοσούρα），意为“狗尾巴”。这个名字的由来并不明确（小熊座作为“狗尾巴”的话就意味着它旁边的另一星座就是“狗”，但是并没有找到这样一个星座的记载）[10]。

人们提出了各种说法来解释“库诺苏剌”这个名字：

其他有可能的解释包括大熊座的古代诠译是一只牛，与作为牧人的牧夫座一起，而小熊座则是牧人的狗[12][13]。

  • 乔治·威廉·考克斯（英语：George William Cox）则解释说那是吕诺苏剌（英语：Lycosura）（Λυκόσουρα）之变体，其意为“狼尾巴”，但他的研究得出此词的语源为“光的轨迹”或“光的队列”（即λύκος“狼”与λύκ-“光”）。
  • 理查德·欣克利·亚伦（Richard Hinckley Allen）则指出小熊座的古爱尔兰语名字作比较，其名为drag-blod，意即“火之轨迹”。
  • 罗伯特·布朗（Robert Brown）于1899年提出这个名字的由来可能不是希腊（从阿卡德语借来的， An‑nas-sur‑ra，意为“从高处升起的”）[10]。

在另一篇神话中，有两只熊把宙斯藏在伊达山（英语：Mount Ida (Crete)），使得他能成功逃离想杀掉他的父亲克洛诺斯。后来宙斯把它们置于天上去，但因为被神抓着尾巴摇，所以它们的尾巴变长了[14]。

由于小北斗由七颗星组成，拉丁语中“北”这个词（即勾陈一所指的方向）为septentrio，由septem（七）和triones（公牛）这两个词组成，代表七只拉着犁的公牛，由七颗星所代表。而这个名也用于大熊座的主要恒星[13]。

因纽特

在因纽特天文学中，小熊座最亮的三颗星——勾陈一、北极二和北极一——被称作“不动星”（Nuutuittut），不过这个词用于形容北极星勾陈一这一颗的次数要比形容三颗星的要多。在极北纬度时北极星的位置太高，不能用于导航[15]。

中国

小熊座的主恒星在中国天文学中分别被列入两星官： 勾陈（包括小熊座α、δ、ε、ζ、η、θ、λ）和 北极（包括β和γ）。 现代IAU星座边界还与另外两星官有小量重合区域，它们分别是天床（主要在天龙座）和四辅（主要在鹿豹座）[8]。

中国星官

中国古代传统中，小熊座天区包括紫微垣中的勾陈、北极、天床、四辅等星官。

总体特点

小熊座西邻鹿豹座和天龙座，东邻仙王座。面积为256平方度，在88个星座中名列第56名。小熊座通俗地被称为小北斗，这是因为星座中最亮的七颗成看起来组成了斗（或汤勺）的形状。在斗柄末的星就是勾陈一，现在的北极星。勾陈一可以透过天枢（大熊座α）与天璇（大熊座β）之间的连线来找，这两颗星组成了大北斗瓢的末端，从连线向瓢外的夜空中指出30度（是伸直的手臂上拳头宽度的三倍）就能找到勾陈一[16]。组成小北斗瓢的四颗星的视星等分别是2、3、4、5，因此可用作可见恒星的星等指南，给城市居民判定可见的星等，又或是测量一个人的视力[17]。

小熊座的三字母简写为“UMi”，在1922年由国际天文学联合会（IAU）正式采用[18]。由尤金·德尔波特于1930年所制定的小熊座正式边界为22边的多边形（见资料盒）。这些边界在赤道坐标系统中位处赤经坐标08h 41.4m与22h 54.0m之间，赤纬坐标则由北天极向南至65.40°[1]。小熊座位于天球上极北的位置，因此意味着只有北半球的观察者才能看见整个小熊座[19][b]。

细部特征

 
肉眼可见的小熊座（附加连结线和标签）。

恒星

参见：小熊座恒星列表

德国星图学家约翰·拜耳使用了希腊字母α至θ来为小熊座最显著的恒星命名，而同是德国人的约翰·波得后来为小熊座添加了ι至π。但新添加的只有λ和π仍在使用当中，原因大概是因为它们在北天极的附近[13]。在这星座的边界内共有39颗视星等亮于或等于6.5的恒星[19][c]。

作为小熊尾巴末端[13]的勾陈一（小熊座α，Polaris）是小熊座中最亮的恒星，视星等变化范围为1.97至2.00，变化周期为3.97天[21]。它与地球的距离为432光年[22]，是黄白色超巨星，其光谱类型在F7Ib与F8Ib之间变化[21]，而质量约为太阳的6倍左右，光度为2千5百倍，半径则为45倍。勾陈一是在地球上看起来最亮的造父变星。它是一个三合星系统，其超巨星主星拥有两颗黄白主系星伴星，与主星的距离分别为17和2千百天文单位（AU），沿轨道运行一圈的周期分别为29.6和4万2千年[23]。

北极二（小熊座β，Kochab）的视星等为2.08，只比勾陈一暗一点儿[24]。它距地球约131光年[25][d]，是光谱类型为K4III的橙巨星——已经用尽核内的氢并离开主序的零龄主序后星[24]。北极二这颗变星的变化度低，其变化周期为4.6天，从这些变化中可估算出北极二的质量为太阳的1.3倍[26]。北极二的光度为太阳的450倍，而直径则为42倍，其表面温度约为4,130开氏度[27]。北极二的年龄被估算为29亿5千万岁，此估算误差范围为正负10亿岁，研究人员发现北极二拥有一颗质量为木星6.1倍的行星，其轨道周期为522天[28]。

 
小熊座和大熊座与北极星勾陈一的位置关系图

北极一（小熊座γ，Pherkad）的视星等变化范围为3.04至3.09，变化周期约为3.4小时[29]。它与北极二曾被称为“北极星的守护星]][3]。它是光谱类型为A3II-III的明亮白巨星[29]，质量约为太阳质量的4.8倍，光度为1,050倍，半径则为15倍[30]，而它与地球的距离为487±8光年[25]。北极一是矮造父变星[29]——脉冲周期短（最多6小时）的恒星，可用作标准蜡烛和星震学的研究用星体[31]。勾陈四（小熊座ζ）也有可能是矮造父变星[32]，它是光谱类型为A3V的白色恒星[33]，它已经开始冷却、膨胀和变亮。它以前有可能是B3主序星，现在是亮度变化小的变星[32]。勾陈增九（小熊座η）是小北斗七颗星中最暗的，其视星等为4.95[34]。它是光谱类型为F5V的黄白色主序星，距地球97光年[35]。它的直径是太阳的两倍，质量为1.4倍，而光度则为7.4倍[34]。勾陈增九附近有勾陈增七（小熊座θ），其视星等为5.00。它距地球860±80光年[36]，是光谱类型为K5III的橙巨星，已离开主序并膨胀与冷却，它的直径估计约为太阳的4.8倍[37]。

组成小北斗斗柄的是勾陈二（小熊座δ，Yildun）和勾陈三（ε）。勾陈二距北天极只有3.5度，它是光谱类型为A1V的=白色主序星，视星等为4.35[38]，距地球172±1光年[25]。 它的直径为太阳2.8倍，光度则为47倍[39]勾陈三是个三合星系统[40]，其总视星等为4.22主星是光谱类型为G5IIII的黄巨星[41]，也是猎犬座RS型变星。它是一组光谱联星，伴星的距离为0.36 AU，而第三星则是橙色的主序星，光谱类型为K0，距离为8,100 AU[40]。

勾陈增五（小熊座λ）离勾陈一不远，是光谱类型为M1III的红巨星。它是半规则变星，视星等变化范围为6.35至6.45[42]。小熊座在北天极附近的位置意味着这些变星全年都可被观测到：红巨星小熊座R（英语：R Ursae Minoris）是半规则变星，视星等变化范围为8.5至11.5，周期为328天，而小熊座S（英语：S Ursae Minoris）则是长周期变星，视星等变化范围为8.0至11，周期为331天[43]。天床五（小熊座RR）位于北极二和北极一向天龙座的方向[3]，它是光谱类型为M5III的红巨星，也是半规则变星，视星等由4.44至4.85，变化周期为43.3天[44]。小熊座T（英语：T Ursae Minoris）是另一颗在状态上经历过剧烈转变的红巨星变星——从视星等在310至315天由7.8至15的长周期（米拉）变星，变成半规则变星[45]。研究人员认为这恒星在1979年突然大变时经历了壳层氦闪——恒星核心周围的氦壳层达到临界质量并引发核聚变[46]小熊座Z是一颗昏暗的变星，其视星等在1992年突然下降了6等，并因此发现原来它是属于一种罕见的恒星分类——北冕座R型变星[47]。

食变星的视星等变化是由一恒星在另一恒星之经过所造成的，这样的恒星系统的亮度变化并不来自于恒星本身。小熊座W（英语：W Ursae Minoris）就是这样的系统，其视星等在1.7天的周期由8.51至9.59之间变化[48]。系统的总光谱类型为A2V，但构成此系统的两恒星质量则未知。它在1973年的轨道周期的微小变动意味着可能存在着多星系统的第三星——最有可能的是轨道周期为62.2±3.9年的红矮星[49]。小熊座RU（英语：RU Ursae Minoris）就是另一食变星的例子，其视星等变化范围为10至10.66，周期为0.52天[50]它当中的伴星填满了自身的洛希瓣，并把物质转移到主星去，因此这是半分离系统[51]。

小熊座RW（英语：RW Ursae Minoris）是在1956年发生新星爆发的激变变星系统，当时视星等曾高达6等。它在2003年的亮度仍比其底线高2视星等，并以每年0.02视星等的速度变暗。研究人员计算出它的距离为5,000±800秒差距（16,300光年），因此它的位置在银晕之内[52]。

《伦琴卫星全天调查亮源表》（RASS/BSC）中的天体物理X射线源（英语：astrophysical X-ray source）1RXS J141256.0+792204有个别名叫卡维拉星（英语：Calvera (X-ray source)），这是出自电影《豪勇七蛟龙》的歹角[53]。它被鉴定为孤立的中子星，是这种天体中最接近地球的一颗[54]。nc 小熊座内有两颗充满谜团的白矮星。H1504+65这恒星很昏暗（视星等15.9），但其表面温度极高，达20万开氏度，是已知白矮星中最高的。在它的大气层构成中，差不多一半为碳，一半为氧，2%为氖，缺乏氢和氦——现行的恒星演化模型解释不了这样的成分[55]。WD 1337+705（英语：WD 1337+705）是较冷的白矮星，其光谱中有镁和硅，这代表它可能拥有伴星或拱星盘，尽管仍未发现上述两者存在的任何证据[56]。WISE 1506+7027是光谱类型为T6的褐矮星，离地球只不过11.1+2.3
−1.3光年[57]。它是视星等为14的昏暗天体，广域红外线巡天探测卫星（WISE）于2011年发现[58]。

除了北极二之外，被发现拥有行星的恒星系统还有三个。天床增二（小熊座11）是光谱类型为K4III的橙巨星，质量约为太阳的1.8倍。它的年龄大约是15亿岁，原来的A型主序星已经冷却并膨胀成现在的模样。它距地球约390光年，视星等为5.04。于2009年发现了一颗环绕它的行星，质量为木星的11倍，轨道周期为516天[59]。HD 120084是另一零龄主序后星，这次是光谱类型为G7III的黄巨星，质量约为太阳的2.4倍。它拥有一颗质量为木星4.5倍的行星，这颗行星的椭圆轨道是已知轨道中最偏离正圆的一个（离心率为0.66），由精确的径向速度测量于2013年所发现[60]。HD 150706（英语：HD 150706）是光谱类型为G0V的类太阳恒星，距太阳系大约89光年。研究人员在之前认定它拥有一颗质量与木星相若、轨道距离为0.6AU的行星，但这说法在2007年受到质疑[61]。后来于2012年出版的研究证实了行星的质量为木星的2.7倍，轨道离恒星的距离为6.8 AU，绕一圈需要16年[62]。

深空天体

 
NGC 6217

小熊座的深空天体并不多。小熊座矮星系是一个矮椭球星系，由洛厄尔天文台的艾伯特·乔治·威尔逊于1955年的国家地理学会─帕洛马山天文台巡天调查（英语：National Geographic Society – Palomar Observatory Sky Survey）中发现[63]。其中心距地球约22万5千光年[64]。肯尼斯·迈厄尔（Kenneth Mighell）和克里斯多夫·伯克（Christopher Burke）在1999年用哈勃空间望远镜确认了它曾有一股维持了20亿年的恒星形成暴，约发生于140亿年前[65]，而这个星系的年纪大概与银河系一样大[66]。

NGC 6217（英语：NGC 6217）是一个距地球约6千7百万光年的棒旋星系[67]，可用直径为4厘米或更大的望远镜找到它，它在小熊座ζ东北偏东2.5°外的地方，视星等为11[68]。它已鉴定为一个星暴星系，也就是说它里面的恒星形成率比典型星系高[69]。

NGC 6251是一个活跃的椭圆电波星系，距地球的距离超过3亿4千万光年。它拥有赛弗特2型的活动星系核，同时也是赛弗特星系最极端的例子。这个星系可能与伽马射线源3EG J1621+8203有关，该射线源的伽马射线属高能量级别[70]。这星系最有名的就是它的单边电波喷流，也是已知最亮的，于1977年被发现[71]。

流星群

著名的小熊座流星群，其辐射点位于小熊座，因而得名。其高峰期由12月18日开始，至12月25日完结。它的母天体为8P/塔特尔彗星[72]。

参考资料

注释

  1. ^ 北天极的位置在地球的岁差下将在约1万2千年后使织女一成为北极星[9]。
  2. ^ 虽然小熊座某些部分对赤道至南纬24度线之间的观察者技术上来说是水平线之上，但是水平线数度以内实际上是观察不到的[19]。
  3. ^ 视星等为6.5的天体是肉眼在乡村－郊区过渡带内所能看见最黯淡的物体之一[20]。
  4. ^ 或从视差测量所得出的较准确数值130.9±0.6光年[25]。

参考来源

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