Как называется полярная звезда в астрономии
Полярная звезда
Полярная звезда (Альфа Малой Медведицы, Звезда Аркадии) – это самая яркая звезда на территории созвездия Малой Медведицы. Примечательна тем, что является самой близкой и яркой звездой к Северному полюсу мира, который отмечает истинный север. Поэтому Полярная звезда воспринимается в качестве важной навигационной отметки на небе.
О Полярной звезде знает каждый моряк и даже простые обыватели, но она не входит в десятку и даже топ-40 ярчайших небесных звезд. По уровню светимости она стоит лишь на 48-й позиции и известна из-за приближенности к Северному полюсу мира.
Полярная звезда расположена в рукоятке астеризма Малого Ковша в созвездии Малой Медведицы и отдалена от нас на расстояние 447 световых лет. В Древней Греции ее называли хвостом собаки. Нижняя схема показывает, где и как можно найти Полярную звезду на небе. Воспользуйтесь нашей картой звездного неба, чтобы упростить поиск с помощью телескопа.
Многие прозвища Полярной звезды указывают на ее навигационное значение. Полярной ее именовали из-за латинского названия «Stella Polaris» – звезда полюса или морская звезда. В Древнем Исламе звезда была известна как Игла, Гвоздь и Северная Звезда.
Увеличенный обзор системы Полярной звезды
Полярная звезда отдалена от полюса на расстояние в 1.5 градуса. Из-за 26000-летней прецессии земной оси небесный полюс сейчас движется к звезде. В 2105 году он достигнет дистанции в 14 угловых минут и тогда начнет отдаляться от звезды. В итоге, роль навигатора займет другое небесное светило.
Как найти Северную звезду
Астеризм Малый Ковш не наделен примечательной яркостью, поэтому его сложно разглядеть на небе. Но можно использовать звезды астеризма Большого Ковша в созвездии Большая Медведица.
Чтобы найти Полярную звезду, проведите линию от Мерака к Дубхе, а затем возьмите 5 таких же отрезков. В кадре: Дубхе, Мерак, Федха, Мегрец, Алиот, Мицар, Алкаид и Полярная звезда
Для поиска Полярной звезды на небе используйте звезды Дубхе и Мерак в астеризме Большого Ковша. Они расположены в его внешней части. Проведите воображаемую линию и выйдете на Северную звезду (отсчитайте 5 отрезков). Астеризм Большой ковш вращается вокруг Полярной звезды, расходуя на один оборот 23 часа и 56 минут.
Полярная звезда находится в рукоятке астеризма Малого Ковша (кончик хвоста). Хотя звезды слабые по яркости, но их можно рассмотреть без увеличительной техники при благоприятных условиях.
Полярную звезду легко найти, так как выравнивается в прямую линию с земной осью вращения, а значит нависает над Северным полюсом мира. Она практически лишена движения и кажется, что все остальные звезды вращаются вокруг нее. Звезда пребывает в такой позиции в течение всего года. Процесс наблюдения зависит от вашей локации. Если смотрите на Полярную звезду из Нью-Йорка, то ищите в 41 градусе над северным горизонтом (соотносится с местной широтой). Если вы находитесь на экваториальной территории, то звезда покажется прямо на горизонте. Чем севернее движетесь, тем ниже линии горизонта ее найдете.
В качестве навигационного инструмента Полярную звезду в созвездии Малой Медведицы стали использовать со времен поздней античности. Сейчас она расположена на расстоянии 0.7 градуса от полюса. Но она не всегда была Северной звездой. В 2500 году до н. э. небесный полюс находился в созвездии Дракона. А в 400 году до н. э. навигационной звездой считалась Бета Малой Медведицы. В 14000 году звезду Альфа сменит звезда Вега в созвездии Лиры.
24 марта 2100 года ожидается самый близкий подход звезды к полюсу, где расстояние между ними составит 27.15 угловых минут. Интересно, что в южном полушарии нет яркой приближенной звезды, которую можно использовать в качестве небесного навигатора. И в ближайшие 2000 лет такая звезда не появится.
Система Полярной звезды
Стоит не забывать, что перед нами целая звездная система, у которой есть определенные характеристики и класс. Главная звезда – это желтый сверхгигант (F7) Альфа Малой Медведицы Аа. Она в 2500 раз ярче Солнца, в 4.5 раз массивнее, а по радиусу превосходит солнечный в 46 раз. Звезда относится к классу переменной цефеиды – демонстрирует пульсации в течение четырех дней.
Полярная звезда А – это классическая переменная I цефеиды, являющаяся самым ярким звездным представителем в небе. Подобные звезды используются учеными для вычисления дистанций между галактиками и скоплениями. Их яркость меняется на 0.03 величины в течение 3.97 дней. Впервые об изменчивости уровня яркости заговорили в 1852 году, но подтвердили это лишь в 1911-м.
До 1963 года амплитуда звезды достигала 0.1 величины и медленно сокращалась. Но уже после 1966 года показатель величины приблизился к 0.05. Сейчас отмечают стабильное увеличение на 3.2 секунды в год.
У звезды Альфа Малой Медведицы Аа есть два спутника. Ближайшим выступает Ab – это карлик (F7), отдаленный на расстояние 17 а.е., чей орбитальный период составляет 29.6 лет. На удаленности в 18 угловых секунд находится Альфа Малой Медведицы B – это карликовая звезда (F3) с орбитальным периодом в 42000 лет. В 1780 году ее заметил астроном Уильям Гершель.
У звезды наблюдается еще два спутника: С и D. Северный небесный полюс расположен между Полярной звездой и звездой Лямбда Малой Медведицы.
В 1929 году удалось подтвердить бинарность Полярной звезды А. Полностью три звездных компонента нашли с помощью космического телескопа Хаббл в 2006 году. С момента наблюдения греческими астрономами яркость звезды выросла в 2.5 раза.
Полярная звезда — один из самых интересных объектов космоса
Бесспорно, одним из самых известных и популярных небесных тел является Полярная звезда. Ведь, наверное, нет ни одного человека, который не слышал про неё.
Сейчас её место занимает объект Альфа созвездия Малая Медведица.
По оценке учёных, Полярная звезда относится к переменным типа дельта Цефея, то есть является цефеидой.
Между прочим, для неё характерны пульсации, уменьшающиеся за десятки лет. Для сравнения, изменения её яркости с 1900 года по 2005 год уменьшились с 8% до 2%. Но в целом за этот период она в несколько раз стала ярче.
Созвездие Малая Медведица
Что интересно, она самая яркая и ближайшая из своего класса светил к нашей планете. Её видимая звёздная величина +2,0m. А расстояние до Земли на данный момент составляет примерно 447 световых лет или 137 парсек.
Как уже отмечалось, Альфа Малой Медведицы это ближайшая цефеида, что имеет важное значение при измерении астрономических расстояний.
Цефеиды-класс пульсирующих переменных светил с зависимостью период-светимость.
Как называют Полярную звезду
Собственно говоря, само название отражает её положение на карте звездного неба.
По правде, как только не называют этот знаменитый звёздный объект.
К примеру, в Древней Греции она носила имя Киносура, что в переводе обозначает хвост собаки. А вот в Англии про полюсное светило: объект, заслуживающий внимание и восхищение.
Часто её называют Путеводная или Северная звезда. Опять-таки из-за месторасположения и области применения.
Полярная звезда как маяк на нашем небе.
Описание Полярной звезды
Прежде всего, Альфа Малой Медведицы является не простым светилом, а целой звёздной системой, состоящей из трёх компонентов.
В самом центре размещается сверхгигант Полярная А (α UMi A), у которого был обнаружен компаньон Полярная P (α UMi P). Получается, что это близкая двойная звезда. Стоит отметить, раз основной компонент относится к сверхгигантам, то он представляет собой одно из самых ярких звёздных тел.
И, наконец, третий компонент Полярная В, довольно прилично удалённый от центрального объекта.
Когда мы говорим про особенности Полярной звезды, то важно разобраться в её физических характеристиках. На удивление, она ярче нашего Солнца, а также имеет больший размер ( 
Полярная звезда с Хаббла
Другие особенности, которые имеет Полярная звезда
В результате лунно-солнечной прецессии (изменения направления оси вращения тела в пространстве) ось Земли движется по кругу таким образом, что с течением времени разные светила становятся ближайшими к полюсу Мира. А так как определение Полярная звезда используется как имя собственное, то её место в разное время могут занимать разные объекты.
Сейчас идёт, так сказать, царствие α Малой Медведицы. По данным астрономов, оно продлится вплоть до 3200 года. Затем северную позицию по очереди будут занимать: Альраи γ, Альфирк β и Альдерамин — α Цефея, а также Денеб α и Садр — γ Лебедя.
В итоге, место вновь отойдёт Вега — α Лиры.
Между прочим, это так называемый прецессионный круг, за который меняется положение светил относительно небесного экватора.
А как вы думаете, чему равна высота Полярной звезды? Над горизонтом её высота соответствует географической широте местности, с которой проводят наблюдение. На самом деле, её направление практически равнозначно направлению на север.
Она располагается над северной точкой горизонта в Северном полушарии. Поэтому её используют при ориентировании и определении географической широты.
Многие задаются вопросом, что ярче Сириус или Полярная звезда. Чтобы было максимально понятно, первая является самой яркой на небе, а вторая ярчайшая среди светил Северного полушария.
Тогда возникает следующий вопрос: во сколько раз Сириус ярче Полярной звезды? На самом деле, в 27 раз! Правда, важно учитывать, что Северная удалена в 53 раз дальше. Таким образом её фактический уровень светимости в 300 раз больше, чем у Сириуса.
Где находится Полярная звезда на небе
Итак, она расположена вблизи Северного полюса мира. Если говорить точнее, то лежит в созвездии Малая Медведица.
По данным учёных, сейчас она лежит менее чем в 1° от Северного полюса. Поэтому практически неподвижна при суточном вращении небесной сферы. Таким образом, на Северном полюсе пребывает и наблюдается в зените.
Для того, чтобы найти, где находится северная звезда необходимо отыскать астеризм Большой Ковш в созвездии Большой Медведицы. Как известно, его образуют семь ярких светил, а их очертания напоминают кастрюлю с ручкой. Сквозь стенки этого ковша (Дубхе и Мерак) проводится воображаемая линия в сторону ручки. Затем нужно пять раз отложить расстояние, равное отрезку между стенками кастрюли. В конце линии и находится Альфа Малой Медведицы.
Созвездия Большая и Малая Медеведицы
Что такое Южная Полярная звезда
Очевидно, что в южном полушарии Северное светило не наблюдается. Соответственно, ориентирование по нему попросту невозможно. Ведь даже нет намёка на тень от Полярной звезды.
По сути, это светило, которое располагается на Южном полюсе, точнее на его оси. Но в настоящее время такого звёздного тела нет. А самым ближайшим является Сигма Октанта. Правда, его нельзя использовать как путеводитель. Для этого иногда обращаются к созвездию Южный Крест, поскольку он хотя бы указывает направление на Южный полюс. Можно сказать, что это какой-никакой ориентир.
Полярная звезда
Полярная звезда или Альфа Малой Медведицы (α UMi) является ближайшей относительно яркой звездой в северном полушарии. Она находится на расстоянии от 323 до 433 световых лет (от 99 до 133 парсеков) от Земли. Имеет видимую величину, которая варьируется от 1,86 до 2,13. Он классифицируется как классическая популяция I (богатая металлами) цефеидная переменная и является ближайшей к Земле звездой такого рода.
Полярная звезда легко видна невооруженным глазом. Это самая яркая звезда в созвездии Малая Медведица. Она только 48-я по яркости звезда на небе. Это желтый сверхгигант, звезда огромна и только кажется слабой, потому что она так далека от Земли.
Характеристика Полярной звезды
Полярная звезда не отмечает точное расположение северного полюса, но она находится очень близко к нему. Она лежит на одной линии с северной осью вращения Земли, почти непосредственно над северным полюсом. Поскольку ось вращения направлена почти непосредственно на звезду, Полярная звезда не поднимается и не заходит для наблюдателей в северных широтах. Поскольку она находится так близко к северному небесному полюсу, она кажется неподвижной в небе. Это делает звезду чрезвычайно полезной в навигации и астрометрии.
Полярная звезда в настоящее время движется ближе к северному небесному полюсу. Она подойдет к самому близкому сближению 24 марта 2100 года (при склонении +89°32’50,62’) и затем медленно начнет удаляться. Видимое движение звезды является результатом осевой прецессии Земли, медленного изменения ориентации оси вращения Земли. Постепенный сдвиг происходит в цикле около 25 772 лет и, как следствие, полярные звезды также меняются. Полярная звезда в настоящее время является ближайшей, видимой невооруженным глазом, звездой к северному небесному полюсу. Она не останется Полярной звездой навсегда, так же как Сигма Октантис (Polaris Australis) не будет южной полярной звездой.
Полярная звезда приняла на себя роль Северной Звезды от Кохаба (Бета Малой Медведицы) около 500 года н.э. Кохаб, вторая ярчайшая звезда в Малой Медведице. Она удерживала титул с 1500 года до н.э. до 100 года н.э. Сегодня Кохаб и Феркад (Гамма Малой Медведицы), известны как “хранители полюса”.
Полярная звезда
Она указывает путь. Но лишь временно
Наверное это самая популярная звезда среди людей. Причем, ее популярность начала расти еще в те давние времена, когда Солнце за звезду не считали. Но если быть справедливым, то её “звездный час” наступил по историческим меркам относительно недавно, и по ним же — довольно скоротечен.
Её подозревают в какой-то особенной яркости, но она не самая яркая, а довольно заурядная в этом смысле. Кто-то считает, что она самая близкая. Но и это — неправда. Бытует мнение, что Полярная звезда видна всюду на Земле, и во всех морях и пустынях планеты можно прокладывать по ней курс. Но и это неверно. Истинную причину важности этого светила знают лишь знакомые с астрономией люди.
Чем же так знаменита Полярная звезда?
Прежде всего своим положением на небесной сфере, которое отдалено от Северного полюса мира — точки на небесной сфере, где с воображаемой сферой пересекается воображаемая ось вращения Земли — на очень малую величину. Положение Полярной звезды в первом приближении совпадает с этой точкой.
Как-то много абстракции, требующей особого воображения — неправда ли?
На самом деле все просто. Если линию, соединяющую полюса Земного шара — северный и южный — продлить в северном направлении, эта линия с высокой степенью точности укажет на Полярную звезду.
Глядя на это светило из любой точки северного полушария Земли, мы всегда будем видеть, куда направлена земная ось вращения.
А вот, в южном полушарии планеты Полярная звезда, увы, не видна. Ни зимой, ни летом. Никогда.
Поэтому для морской навигации её применение ограничено.
Но именно навигационное применение и сделало эту звезду столь популярной. Ведь мореходство начиналось именно в северном полушарии.
Для капитанов судов и штурманов было очень просто найти эту звезду на небе, опустить от неё отвесную линию вниз, и найти таким образом точку севера, а значит и все направления в открытом море (восток, юг, запад), где других ориентиров больше нет. Только звезды.
Но звезды с течением времени меняют свое положение по отношению к горизонту — восходят, заходят — за ночь перемещаются порой через все небо. Нельзя вести корабль по звезде, которая сама еще куда-то движется, пусть даже движение это иллюзорно и вызвано вращением нашей планеты.
И только Полярная звезда всегда сияет над точкой севера
Для наблюдателя, находящегося на северном полюсе, Полярная звезда окажется точно у него над головой — в зените. Чем южнее будет находится наблюдатель, тем ближе к горизонту будет для него Полярная звезда. На экваторе Полярная звезда будет видна ровно на линии математического горизонта. Влияние атмосферы и округлость Земли позволят её увидеть чуть выше открытого горизонта в пустыне, степи или в море. Но если быть довольным точностью в ±1°, то высота Полярной звезды над горизонтом, выраженная в градусах, сообщит нам широту нашего местонахождения. Согласитесь, для морской навигации это очень удобно. Вышел ночью на палубу, измерил морским секстантом высоту Полярной звезды, и все — широту местонахождения своего корабля ты уже знаешь.
Специальные таблицы и поправки на рефракцию позволят определить широту места наблюдения по Полярной звезде еще во много раз точнее — уже не с точностью до градуса, а с точностью до одной-двух угловых минут, что соответствует паре-тройке километров. И этого вполне достаточно, чтобы найти нужный остров, даже очень небольшой.
Увы, с определением долготы Полярная звезда нам никак не поможет. Для этого есть другие методы. Но эта статья не о морской навигации.
Как-так получилось, что эта звезда оказалась столь близко к Северному полюсу мира на небесной сфере? Как давно она там?
Это в большей степени игра и воля случая. Например, близ южного полюса мира сравнимой по яркости звезды нет. В океанах и морях южного полушария до начала эры GPS с навигацией было несколько сложнее.
И даже в северном полушарии, но пару тысяч лет назад никто не водил корабли по Полярной звезде. Она тогда даже не имела такого названия.
Полярной альфа Малой медведицы называется относительно недавно. Только в эпоху Возрождения её стали именовать так — с легкой руки голландского картографа Геммы Фризуса, который в 1547 году описал её в одной из своих работ как “stella illa quae polaris dicitur”. И это к ней пристало. Хотя в те годы она была в 4 раза дальше от полюса, чем ныне.
А ранее альфа Малой медведицы именовалась у разных народов по разному. Греки называли её “Киносура” — “собачий хвост”, и видели вокруг нее вовсе не медведицу, а собаку — ту самую псинку, которая последовала на небо за своей хозяйкой — нимфой Каллисто, превращенной ревнивой Герой в Медведицу, но спасенной Зевсом и вознесенной на небеса.
Древние кельты именовали её “Корабль-звезда” — “Scip-steorra” — что-то они такое о будущем применении этого светила уже знали.
А древние арабы, давшие имена практически всем видимым небе звездам, называли Полярную “Аль-Джудей”, что переводится просто как “Отец”. Большое количество арабских названий звезд используются в астрономии и по сей день. Но древнее имя Полярной звезды оказалось вытесненным и практически забытым.
Как бы то ни было, но в античные времена, откуда дошли до нас все упомянуты астронимы Полярной звезды, это светило для навигации, ориентации на местности и близких к тому дел не использовалось. Оно было далеко от полюса.
Во времена Архимеда и Пифагора роль “полярной звезды” выполняла другая звезда — бета Малой медведицы с арабским именем “Кохаб” («Кохаб-эль-шемали» — полное название этой звезды), что, и переводится, как “Звезда севера”. А еще ранее — в эпоху строительства пирамид — актуальной в этом смысле — самой близкой к Северному полюсу Мира — была альфа Дракона — звезда по имени “Тубан”.
Разумеется, никакого Дракона тогда на звездных картах не было
Как мы теперь можем понимать, Северный полюс мира медленно дрейфует по звездной карте, перемещаясь от звезды к звезде, и делая полный круг за 26 тысяч лет. Сейчас он сближается с Полярной звездой, и ближе всего подойдет к ней в 2102 году — через 80 лет. Минимальное расстояние Полярной от Северного полюса мира составит 27 угловых минут — чуть меньше лунного диска. Сейчас же это почти градус.
С течением времени Полярная звезда перестанет быть “полярной” и уступит место гамме Цефея — через две тысячи лет. А еще 10 000 лет спустя “полярной” звездой для жителей северного полушария Земли станет ослепительная красавица Вега — альфа созвездия Лиры.
Что еще интересного можно сказать о Полярной звезде?
Эта звезда, как уже здесь упоминалось, возглавляет собой небольшое созвездие — Малую медведицу — являясь в нем альфой и самой яркой звездой. Справедливости ради надо сказать, что бета Малой медведицы — уже знакомый нам Кохаб — лишь на несколько сотых долей звездной величины слабее Полярной, и для глаза разницы не будет.
Яркость Полярной звезды сравнима с блеском звезд ковша Большой медведицы, с помощью которых обычно и находят Полярную. Если продлить отрезок, соединяющий крайние звезды ковша, пять раз, мы увидим не очень яркую звезду — всего лишь 2-й звездной величины — и это как раз будет Полярная.
Для большинства людей она ничем не выделяется на небе кроме своего положения. Астрономы, конечно нашли у этой звезды ряд особенностей и уникальных свойств.
Полярная — кратная звезда. В любительский телескоп можно (хотя и сложно) увидеть слабую (8-й звездной величины) звездочку спутник — Polaris B. Гораздо ближе к главной звезде расположен еще один компонент этой системы — Polaris Ab — он доступен лишь телескопу имени Хаббла, или сравнимому с ним по зоркости. На некотором отдалении от этой “троицы” медленно плывут рядом в том же направлении еще две звезды. Астрономы не определились до сих пор с их статусом — связаны ли эти звезды с Полярной в единую устойчивую систему, или это участники нестабильного рассеянного мини-скопления, которое со временем разлетится.
Вокруг Полярной звезды астрономы выделили некоторое количество звезд постоянной светимости — Северный полярный ряд — это звезды фотометрического стандарта. Их постоянная высота над горизонтом позволяет служить опорой для определения блеска других звезд, так как степень поглощения их света атмосферой одна и та же, если небо ясное и прозрачное, ведь высота над горизонтом не меняется.
Было время, когда Полярная входила в их число и служила образцом стабильной звезды.
Сейчас известно, что Полярная пульсирует меняя свою яркость по тому же закону, что и большинство цефеид — переменных звезд типа дельты Цефея. Но у Полярной обнаружилась странность, делающая её уникальной цефеидой. Во-первых амплитуда изменения блеска у Полярной очень небольшая — сотые доли звездной величины — поэтому её и считали стабильной, когда не было точных фотометров. Плюс к этому, и так незначительная, апмлитуда изменение блеска Полярной звезды за время её изучения уменьшилась в 4 раза, а общая яркость звезды возросла — за прошедшее столетие Полярная звезда стала ярче примерно за 0.2m, что для астрономии немало.
К чему приведет такая — происходящая на наших глазах — эволюция Полярной звезды, пока неизвестно.
Расстояние до Полярной звезды велико. По разным оценкам оно составляет от 300 до 500 световых лет (по последним данным 447 световых лет, и оно сокращается). Большой разброс связан с тем, что точно измерить расстояние методом параллакса для столь далеких светил не представляется возможным. Но в любом случае Полярная в разы дальше звезд ковша Большой медведицы, с которыми визуально она одной яркости. А значит её реальная светимость существенно выше, чем светимость звезд ковша.
Полярная звезда относится в классу сверхгигантов. Имеет бело-желтый оттенок — в чем-то близкий к солнечному, но по светимости превосходит Солнце в полторы тысячи раз, а по массе — вшестеро.
Такие звезды не живут очень долго, и через несколько миллионов лет Полярная вспыхнет сверхновой. Но до того времени у неё есть шанс еще несколько раз вновь стать путеводной звездой для жителей планеты Земля.
В завершении статьи музыкальный бонус — для тех, кто осилил весь текст. Пьеса, посвященная нимфе Каллисто, упомянутой в статье, чья собака несет в своем хвосте столь важную для нас Полярную звезду.
Композиция «Нимфа Каллисто» присутствует в моем альбоме «Звездный мост».