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玉衡( Yuheng ),中国古代又称“廉贞星”,是北斗七星中的第一亮星,全天第31亮星,也是大熊座的一颗星,距离地球82.6±0.4光年(25.3 ± 0.1秒差距)。在北斗七星的勺子形象中,玉衡是从勺柄起数的第三颗。玉衡属于比较亮的星,因此它在历史上曾作为海上航行的57颗导航星之一。[1]

在古代中国,人们将北斗七星中最亮的那颗星称为玉衡。《尚书·舜典》曰:“在璿玑玉衡,以齐七政。” 孔传注曰:“玑,衡,王者正天文之器。” 孔颖达 疏引蔡邕曰:“玉衡长八尺,孔径一寸,下端望之以视星辰。盖悬玑以象天而衡望之。”

也就是说,古人用代表王权的“衡”来命名玉衡。在中国古代占卜学中,玉衡又被称为廉贞星,拥有浓厚的迷信色彩,是中国民间信仰和天文学结合的产物。

西方

在西方,玉衡的传统名称为Alioth,这源于阿拉伯语的一个短语,意为“羊的肥尾巴”。 2016年,国际天文联合会组织了一个恒星命名小组(Working Group on Star Names ,WGSN),对恒星的专有名称进行编目和标准化。WGSN于2016年7月发布了第一份报告,包括了其批准的前两批恒星名称的一份表格,其中就有Alioth。

拜耳命名法

在拜耳命名法中,玉衡被命名为大熊座ε (ε Uma)。

物理性质

玉衡是一颗质量为太阳的2.91倍,半径为太阳4.14倍,光谱型为A1p的主序星。因为玉衡是一颗巨蟹座α型(α2 Canum)脉动变星,所以它的光谱型被加了后缀“p”以示区别。作为这类变星的典型代表,玉衡可能存在两个作用过程。首先,这颗恒星的强磁场将恒星核燃料中的不同元素分离开。然后,已分离的物质高速旋转并形成一个与磁轴成一定角度的旋转轴,同时进入地球观测者的视线中。这些在视线中快进快出的物质产生的光谱非常特殊,这导致玉衡的光谱产生了一个周期为5.1天的奇怪波动。 被标记为kB9型(有“k”标记是因为其中有Ca 线)的光谱线也出现了,尽管玉衡的其他光谱线都是A1型的。玉衡的自转轴和磁轴几乎成90°角,较暗的铬区则与赤道成直角。

玉衡的磁场相对较弱,强度比巨蟹座α的弱15倍,但这仍然比地球磁场强100倍。

所属系统

长期以来,天文学家们一直怀疑玉衡是一个光谱双星,因为它的光谱中出现了两种截然不同的谱线,而且可能有不止一个伴星。晚一些的一项研究表明,玉衡光谱5.1天的变化周期可能是因为一颗伴星的存在,这颗伴星的质量为14.7倍木星质量,二者平均间隔为0.055个天文单位,玉衡的轨道偏心率为0.5(e=0.5)。

然而,截至2020年,理论还是认为,这个5.1天的周期是玉衡的自转周期,并且用最先进的观测设备也没有发现其有伴星

观测

对于普通天文爱好者来说,玉衡的视星等为1.77等,属于比较亮的恒星,只要远离光污染就比较容易观测到。寻找玉衡很简单,只要向北方找到北斗七星,从勺柄数第三颗星就是玉衡,它与摇光、开阳一起组成了北斗七星的“勺柄”。需要注意的是,秋季北斗七星的高度角整体较低,因此秋季不太适合观测。玉衡的赤纬为+55°57′35.36″,因此理论上说整个北半球和南纬35°以北的地区都能观测到天玑。

1989年,依巴谷卫星( Hipparcos astrometry satellite)发射升空,用于对约10万颗恒星使用三角视差法测量它们离地球的距离,天玑就是其中之一,天文学家因此获得了一些它的数据。据其观测,玉衡距离太阳82.6±0.4光年(25.3 ± 0.1秒差距)。

视频

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参考文献