How big is 北极星(小熊座 α)?

北极星是目前用来指示正北方向的恒星系统，其主星是已知距离最近、亮度最高的造父变星（一类脉动变星）。根据 2024 年发表的测量结果，这颗主星的直径约为 6400 万千米，宽度约为太阳的 46 倍。这个数值是它可见表面的宽度，该表面会随着恒星脉动发生极其轻微的膨胀和收缩。

大小

北极星实际上是一个三合星系统，本站展示的是其中最亮的一颗，名叫北极星 Aa。2016 年至 2021 年间，天文学家利用位于美国加利福尼亚州威尔逊山的 CHARA 干涉仪阵列测量了它的视宽度，这套设备通过合并多台望远镜的光线来观察极精细的细节。北极星 Aa 的视直径约为千分之 3.1 角秒（1 角秒等于 1/3600 度），相当于在约 6.6 千米外看一根头发丝的宽度。

要把这个角度换算成真实大小，还需要知道距离，而这个距离长期存在争议。北极星本身过于明亮，超出了一些测距仪器的适用范围，已发表的估计值从约 320 光年到 520 光年不等。光年是光在一年内传播的距离，约合 9.46 万亿千米。2024 年的这项研究采用了盖亚（Gaia）探测器测得的北极星 B（该系统中较暗的一颗伴星）的距离：约 447 光年。

按这个距离计算，北极星 Aa 的半径为太阳的 46.3 倍。2006 年用另一台仪器测得的结果，在相同距离下给出的数值为太阳的 46 倍。若采用已发表估计中最短的距离，同样的视宽度只会得到约太阳 33 倍的结果。

北极星 Aa 是一颗变星，大约每四天脉动一次，预计每个周期内其宽度变化幅度只有约 0.4%，相当于约 26 万千米。

大小比较

北极星 Aa 的宽度约为太阳的 46 倍，约为地球的 5000 倍。
按体积计算，它内部能装下约 9.9 万个太阳。
如果它取代太阳的位置，其表面将延伸到超过水星轨道距离一半的地方。
它的宽度约为大角星（本站中另一颗巨星）的 1.8 倍。毕宿五是本站中下一个更小的恒星，宽度与它几乎相同，直径约 6300 万千米。
如果把太阳缩小到篮球那么大，北极星 Aa 就会变成一个直径约 11 米的球体。

“北极星”的由来

北极星之所以被称为“北极星”，是因为地球的自转轴几乎正对着它。这根轴会像陀螺一样缓慢摆动，周期约为 2.58 万年，这种现象叫做“进动”，因此担任这个角色的恒星会随时间改变。大约两千年前，担任这一角色的分别是科查布（Kochab）和费尔卡德（Pherkad）两颗恒星。

带着伴星的恒星

北极星 Aa 有一颗近距伴星，名叫北极星 Ab，沿一条拉长的椭圆轨道每约 30 年绕它一周。两者相距最近时约为 6.2 天文单位，其中 1 天文单位是地球到太阳的平均距离。通过追踪这一轨道，2024 年的研究得出北极星 Aa 的质量为太阳的 5.13 倍。第三颗恒星北极星 B 在天空中与它们相距 18 角秒。

北极星 Aa 还有其他不寻常之处。在 20 世纪的大部分时间里，它的脉动强度逐渐减弱，但从 2000 年前后开始又重新增强。根据 CHARA 阵列测量数据制作的表面图像显示出一些疑似星斑的结构，其中包括一个较大的亮斑，不过其中部分特征也可能是成像过程中产生的伪影。