北极星是指任何时候最靠近北天极的显眼的恒星。现在公认的北极星是小熊座α星(中国星名为北辰或勾陈一),位于离北天极约0°.7处(2004年),它是一颗光谱型为晚型的f型高光度星,视星等2.02等,距离为430光年,质量约为太阳的4倍,是离地球最近的造父变星。
由于地球自转轴会大约26000年时间周期性的摆动,因此北极星也不是固定不变(永远是小熊座α)的。约4800年前,北极星是天龙座α星。到公元2100年前后,目前的小熊座α和北极的夹角才会变成最小(只有27’38")。到4000年后,仙王座γ星则会成为北极星。西元14000年前后,天琴座α星(织女星)则成为北极星。
北极星是野外活动、古代航海方向的一个很重要指标,另外也是小至观星入门之辨认方向星座,大至天文摄影、观测室赤道仪的准确定位等皆为十分重要的作用。
北极星(勾陈一)也是一个三合星系统,较远的伴星(polaris b)使用小型望远镜就可以清楚观测到(距勾陈一2,400 au)。但较近的那颗伴星(polaris ab)因距离北极星太近(视距离只有0.2",实际距勾陈一18.5 au)而且太暗而无法得见。直到2005年8月初才由哈勃望远镜拍到其影像. 北极星位于小熊星座,距地球约430光年,是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星。由于北极星最靠近正北的方位,千百年来地球上的人们靠它的星光来导航。
早在200多年前,天文学家赫舍尔就已发现北极星有一颗亮度较大的伴星——“北极星b”,它与北极星平均直线距离为2400个天文单位(一个天文单位是地球到太阳的距离,约1.5亿公里)。半个多世纪前,天文学家从北极星的引力波动上推测,它还有另一颗距离非常近的伴星,与“北极星b”一起构成三恒星系统。但这颗伴星因为和北极星距离太近、光芒太暗而从来没有被观测到。
美国哈佛-史密森尼安天体物理中心的南希·伊文斯等人,借助“哈勃”望远镜上的先进测绘照相机,在2005年8月首次观测到了这颗神秘的伴星——“北极星ab”。他们发现,这颗伴星与北极星平均直线距离有18.5个天文单位。在地球上观察北极星和“北极星ab”的这点距离,好比要从30公里外分辨出一个硬币,只有“哈勃”太空望远镜的先进测绘照相机才能做到。