奇妙的地轉星旋

晴朗的夜晚，抬頭仰望，一顆顆明亮的星星就像是一顆顆鑲嵌在黑絲絨上的銀釘。滿天的繁星，除了少數幾顆是行星之外，絕大多數都是恒星，它們三個一伙，五個一群地在天空中組成了各種不同形態的美麗圖案。壯麗的星空，自古以來就吸引著人們的關注，引發了人們多少美麗的遐想。

眾所周知，由于地球每天自西向東自轉一周，造成了太陽每天早上從東方升起，晚上又從西方落下的自然現象。因為這種現象是地球自轉造成的人的視覺效果，所以天文學上把太陽的這種運動叫做周日視運動。月亮的周日視運動大家也很熟悉，所不同的是月亮每天升起的時間變化比較大，平均每天比前一天晚升起50分鐘。 像太陽和月亮一樣，滿天的繁星也不是每天都固定在星空中某個地方不動，它們也是每天都在作周日視運動，只不過很多人都沒有注意到恒星的這種運動罷了。

地球本身是個球體，整個星空也好像是一個碩大無比的球體，包圍著地球，即如古人所云“天似穹廬籠罩四野”。為了對星空研究起來更方便，天文學家就把星空想象成一個以地球為中心的球面，并稱之為天球。地球不停地繞著自轉軸旋轉，自轉軸的北端總是指向天球的北極，即北天極，而另一端則指向天球的南天極。地球的自轉軸是貫穿南北兩極的一根軸線，當然這根軸線并不存在，這是天文學家根據地球的自轉而假定的。地球自轉軸無限延伸出去就成為天軸。太陽、月亮和星星都圍繞著這根假想的天軸日復一日、周而復始地旋轉不停。想一想，這是一種多么奇妙而又和諧的自然現象啊，難怪美麗的星空引發了多少文人墨客對它傾注了多少思緒和感情。

我們身處北半球的人，在觀察星空的周日旋轉時，會發現北邊半空中有一顆星是永遠不動的，這就是北極星。對星空不太熟悉的人，可能還不能一下子就找到北極星。那我們可以通過大家十分熟悉的北斗七星來尋找。北斗七星是北方天空中十分醒目的幾顆亮星，它們排列的形狀酷似一只大湯勺，故得此名。找到北斗七星以后，將斗勺外邊沿的兩顆星連起來，并且朝斗口方向延長5倍遠，就能找到北極星了。北極星近旁沒有其它亮星，只有它孤零零地獨坐在北天極的寶座上，所以你一定不會認錯。

因為北極星正好在天軸的方向上，所以北方天空中的星星都以北極星為中心，圍繞著北極星做周日旋轉運動。北極星附近恒星的周日視運動全部都在地平圈之上，我們稱這些永遠不落到地平線以下的星為拱極星。嚴格來講，北極星也是一顆拱極星，因為它和北天極并不重合，有 的距離，可是北天極附近只有這一顆亮星，所以就把它叫做北極星了。拱極星的多少與觀察地點的緯度有關，緯度越高的地方拱極星越多。如果在赤道線上，那就連一顆拱極星都沒有；而到了南北兩極，那就是滿天都是拱極星了。

有興趣的讀者如果能自己用照相機把拱極星的周日旋轉運動拍攝下來的話，那將是一件非常有意義而又饒有趣味的事情。找一個空曠的地方，用三角架固定相機對準北極星，膠卷要使用快速的，曝光時間至少在半個小時以上，得到的照片，就能看出拱極星的周日旋轉。如果能連續曝光幾個小時，那就可能得到非常漂亮的拱極星周日旋轉照片了。一個個大小不等、亮暗不同、以北極星為圓心的同心圓，真是美妙極了。

由于地球自轉的同時又在不停地自西向東圍繞著太陽公轉，造成了恒星每天提早4分鐘升起的現象。這4分鐘不長不短，三天五天不明顯，累積長了變化就大了。每天提早4分，半個月就是1個小時，每個月2個小時，每個季度6個小時。6個小時，星星在天空中剛好旋轉90°，正好是星空的四分之一。因此人們往往用春夏秋冬四季來劃分星空，稱為四季星空。如果我們能經常在天黑以后不久就觀察星空的話，那么你一定會看出春夏秋冬四個季節星空的變化情況。

在四季各不相同的星空中，北斗七星也是一個十分重要的標志。春夏秋冬，北斗七星斗柄的指向各不相同。我國古代早已知道了這一點，古書中有這樣四句話：“斗柄東指，天下皆春。斗柄北指，天下皆夏。斗柄西指，天下皆秋。斗柄南指，天下皆冬?！碑斎?，這里所說的斗柄指向，也是指天黑后不久所看到的。

（中國公眾科技網）