拱极星
拱极星是从地球上给定的纬度来看，由于靠近天极之一，使它从未落在地平线以下的恒星。因此，在一年中的每个夜晚，从上述位置朝向最近的极点，一整晚可以看到这些恒星（如果它们没有被太阳的眩光淹没，也将在一整天中持续可见）。其它的恒星被称为“季节星”。
所有的拱极星都位于一个大小由观测者所在纬度决定的恒显圈（或称为环极圈）内。具体来说，这个圆圈半径的角度测量值等于观察者的纬度。观测者离北极或南极越近，其恒显圈就越大。
在北极地区的定义被正式定义为北极圈以北，经历午夜太阳的地区之前，它更广泛地指的是那些“熊”星座（大熊座和小熊座）高悬天空之地。所以，Arctic （北极地区）一词源自希腊语 ἀρκτικός（“arktikos”），“bearish”源自ἄρκτος（“arktos”），“bear”。
解释
当地球每天绕其轴线自转时，恒星似乎围绕天极之一（北半球观测者的北天极，或南半球观象者的南天极）以圆形路径移动。离天极越远的恒星看起来像是绕着越大的圆圈旋转；位于离天极越近的地方，恒星以越小的圆圈旋转，因此看起来几乎不参与任何周日运动。根据观察者在地球上的纬度，一些恒星（环极地的）距离天极足够近，可以持续保持在地平线之上，而其它恒星在其日常圆形路径的一部分时间内，下降到地平线之下（其余恒星则永远保持在地平线之下）。 拱极星似乎位于一个以天极为中心、与地平线垂直的圆圈内。在地球的北极，北天极就在头顶上，所有可见的恒星（即北天球中的所有恒星）都是绕极的拱极星[1]。当一个人向南旅行时，北方天极向北方地平线移动。越来越多的恒星在其日常“轨道”的一部分时间里开始消失在地平线下，而包含剩余拱极星的圆圈也变得越来越小。在赤道，这个圆消失在位于地平线的一个点上（天极本身），因此所有能够绕极的恒星每24小时有一半时间都在地平线以下。在那里，极星本身也只能从一个足够高的地方观察到它露出来。
当一个人朝赤道以南旅行时，情况正好相反。南天极在天空中显得越来越高，位于以该极为中心的越来越大的圆圈内，所有恒星都围绕着它转。这种情况一直持续到到达地球的南极，在那里，所有可见的恒星都是绕极的拱极星。
天北极距离极星（北极星）非常近（不到1°），因此从北半球来看，所有拱极星似乎都围绕着北极星移动。北极星本身几乎保持静止，总是在北方（即方位角0°的方位），并且总是在相同的高度（与地平线的角度），等于观察者的纬度。然后将其分类为象限。
北极星的方位总是等于0°。对于给定的纬度（Ø），拱极星的高度（A）是固定的，其值由以下公式给出：A = 90° - Ø。所有赤纬小于“A”的恒星都不是拱极星[2]。
拱极星的定义
恒星是否绕极取决于观测者的纬度[3]。由于北极的高度或南天极（以可见者为准）等于观测者纬度的绝对值[3]，任何距离可见的天极的角距离小于纬度绝对值的恒星都是绕极的。例如，如果观测者的纬度是50°N，任何一颗恒星如果距离天北极小于 50°，它就是拱极星；如果观测者的纬度是35°S，那么距离南极点35°以内的恒星都是拱极星。天赤道上的恒星在从地球两个半球的任何纬度观测时都不是拱极星，这些恒星是“极距大约等于或小于观测者纬度的恒星”[4]。
给定的恒星在观测者的纬度（θ）是否是拱极星，可以用恒星的赤纬（δ）来计算。如果θ + δ 大于 +90°（北半球 中的观察者），或 θ + δ小于−90°（南半球的观测者），那么这颗恒星就是环极的拱极星。
"即使它在白天看不到，周日圈位于地平线以上的恒星永远不会落下。能否将恒星指定为拱极星取决于观测者的纬度。在赤道上，没有恒星是环极的。在北极或南极，因为只能看到一半的天球，所有可见的恒星都是拱极星。对于任何其它纬度的观测者来说，赤纬大于90°减去观测者纬度的恒星，将是拱极星，它似乎绕天极旋转，并且始终保持在地平线之上。完全由拱极星组成的星座则称为拱极星座。来自美国大部分地区（纬度40°N以上），北斗七星是拱极星”。[4]
同样的，如果δ − θ 小于 −90°（北半球的观测者），或 δ − θ大于+90°（南半球的观测者），这一颗恒星永远不会升到当地的地平线以上。因此，老人星从美国的旧金山和肯塔基州的路易维尔是看不见的，如果从佛雷斯诺、塔尔萨和维吉尼亚海滩中几乎可见。
远在北方星座内的一些恒星（如仙后座、仙王座、大熊座和小熊座），大致在北回归线以北（23°26N）将是永远不会升起或落下的恒星[3]。
例如，对于不列颠群岛的观测者来说，一等星五车二（赤纬+45°59′）和天津四（+45° 16′）在全境任何地方落入地平线下。织女星（+38°47′），技术上来讲，位于北纬51°N以北的极地周围（就在伦敦以南），考虑到大气折射，它可能只会从康沃尔郡和海峡群岛看到在海平面上落下。
远在南天星座中的恒星（如南十字座、苍蝇座和水蛇座）大致在南回归线以南（23°26′S），即典型热带以外的观测点是拱极星[3]。
在一个半球的拱极星（和星座）在另一个半球的同一纬度（或更高）总是不可见的，而且这些恒星永远不会升到地平线以上。例如，南天的恒星十字架二，在美国本土的大部分地区都是看不见的。同样的，北方的星群北斗七星星群的七颗星在南美洲巴塔哥尼亚的大部分地区都是看不见的。
星座
拱极星座是从地球上的位置看，一个星座（或星群），它永远不会低于地平线[5]。从北极看，天赤道以北的所有完全可见的星座都是拱极星座；从南极看天赤道以南的星座也是如此。从赤道看，没有拱极星座。从北纬的中纬度（北纬40-50°）来看，极地星座可能包括大熊座、小熊座、天龙座、仙王座、仙后座，以及鲜为人知的鹿豹座、天猫座和蝎虎座[6]。
相关条目
参考资料
- ^ Ridpath, Ian, Eyewitness Companions: Astronomy, Penguin: 148, 2006, ISBN 0756648459.
- ^ Karttunen, Hannu; Kröger, Pekka; Oja, Heikki; Poutanen, Markku; Donner, Karl Johan (编), Fundamental Astronomy 5th, Springer Science & Business Media: 19, 2007, ISBN 978-3540341444.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Norton, A. P. "Norton's 2000.0 Star Atlas and Reference Handbook", Longman Scientific and Technical, (1986) p.39-40
- ^ 4.0 4.1 http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/circumpolar （页面存档备份，存于互联网档案馆） star
- ^ Shivers, Jay S., Programming Recreational Services, Jones & Bartlett Publishers: 319, 2011, ISBN 978-1449656256.
- ^ Young, Charles Augustus, Uranography: A Brief Description of the Constellations Visible in the United States, with Star-maps, and Lists of Objects Observable with a Small Telescope, Ginn: 9–14, 1897.
- "Circumpolar Stars." Web. 7 Jan. 2015. http://www.astronomygcse.co.uk/AstroGCSE/New[永久失效链接] Site/Topic 3/circumpolar_stars.htm.
