Самое увлекательное о Полярной звезде — нашем верном ориентире

Полярная звезда в созвездии Малая Медведица (α UMI, α Малой Медведицы), является самой яркой звездой в созвездии, ее также называют иногда путеводной, из-за того, что всегда указывает север. Она расположена очень близко к северному небесному полюсу мира, что делает его нынешней северной Полярной звездой.

Общее описание Полярная звезда больше Солнца и содержит главное светило α Umi Аа и два небольших спутника, α Umi B и α Umi Ab, а также два удаленных компонента α Umi С и α Umi D. Звезда α UMi B была обнаружена в 1780 году астрономом Уильямом Гершелем.

Созвездие, в которое она входит, называется Малая Медведица, и весьма популярна у любителей астрономии. Являясь одним из самых заметных астеризмов, наряду с Большой Медведицей, поясом Ориона и Кассиопеей. Созвездие Малая Медведица детям очень нравится, не только из-за возможности узнать звездное небо, но и из-за замечательных легенд Греческой мифологии связанных с ними.

Общее описание

Полярная звезда крупнее Солнца и содержит основной свет α Umi Aa и два малых спутника α Umi B и α Umi Ab, а также два далеких компонента α Umi С и α Umi D. Открыта звезда α UMi B в 1780 году астрономом Уильямом Гершелем. Созвездие, в которое он входит, называется Малой Медведицей и очень популярно среди любителей астрономии. Это один из самых заметных астеризмов, наряду с Большой Медведицей, поясом Ориона и Кассиопеей.

Звезды Медвежонка. Круг — дневной круг, который описывается полярной областью вокруг Северного полюса мира Звезды Малой Медведицы. Круг — дневной круг, который описывает полярный мир вокруг Северного полюса мира

Созвездие Малая Медведица очень нравится детям не только из-за возможности узнать звездное небо, но и из-за связанных с ними замечательных легенд греческой мифологии. А потому ответ на вопрос, в каком созвездии находится Полярная звезда, знают практически все малыши. И еще, она для Неверного оставления, зимой свисает практически над головой. А на северном полюсе видно в зените. Однако в телескоп звезда не блещет красотой, рядом с ней нет красивых туманностей и галактик, но на карте звездного неба она всегда помогает сориентироваться.

Точное расстояние до Земли

Одной из горячих тем является определение расстояния до нее, ведь до сих пор мы точно не знаем, как далеко находится Полярная звезда от Земли. По последним данным, расстояние до Полярной составляет примерно 434 световых года или 133 парсека. Но некоторые ученые предполагают, что она может быть ближе к нам на 30%. Альфа Медвежонка — ближайшая к Земле переменная цефеида, поэтому ее физические параметры являются определяющими для астрономической шкалы расстояний.

Строение звездной системы Полярной

Альфы Малых Медведиц, изображение телескопа Хаббл

α UMi Аа или Полярная звезда, известная тем, что в 4,5 раза больше Солнца по массе и имеет спектральный класс F7, что относит ее к сверхгигантам (Ib). Это первая классическая цефеида, массу которой удалось измерить напрямую благодаря наличию спутников.

Два меньших спутника: α Umi B, массой 1,39 массы Солнца и имеющим спектральный класс F3, находятся на расстоянии 2400 а.е., и α Umi Ab, очень близкая звезда класса F6 главной последовательности с радиусом орбиты 18,8 а.е и вес 1,26 массы Солнца. Есть еще два далеких компонента α Umi С и α Umi D, но они физически не связаны с Полярным.

Система полярных звезд

Полярную B (α UMi B) можно увидеть даже в скромный телескоп. Оказалось, что его наблюдал Уильям Гершель в 1780 году с помощью одного из самых мощных телескопов того времени — телескопа-рефлектора собственной конструкции. В 1929 г при изучении спектра было обнаружено, что Полярный А является очень тесным двойником, содержащим слабый свет (α Umi Ab).

В январе 2006 года НАСА предоставило изображения с телескопа Хаббл, на которых сразу видны все три члена тройной системы. Ближайшая к Полярной Звезде находится на 18,5 а.е. (2,8 млрд км) от него и это объясняет, почему мы увидели свет меньшего спутника только в 2006 году.

Описание

Туманность вокруг полярного снега на длинной выдержке

Физические карантиеские ее уроки заурядны для верхгиганта. В небольшой телескоп и даже в бинокль звезда показывает свой желтый цвет, некоторых это может удивить, ведь все привыкли думать, что она белая. Оно лишь немногим горячее нашего Солнца: температура его поверхности колеблется в районе 6000 К. Однако на этом сходство заканчивается.

Как и многие другие солнца, которые мы видим на небе невооруженным глазом, Полярная звезда ярче Солнца, если бы мы могли наблюдать ее с того же расстояния. Исследования ее спектра показали, что она принадлежит к классу гигантов-сверхгигантов. Его диаметр в 23 раза больше, чем у нашего Солнца, а светимость в 2500 раз больше! Даже Сириус проигрывает ей всухую.

Однако здесь есть подвох, поскольку астрономы не могут достоверно рассчитать расстояние до альфы Малой Медведицы, оценки яркости и температуры могут разниться.

Жизнь сверхгиганта

По меркам Солнца оно довольно кратковременно и возникает сразу после исчерпания водорода в его ядре. Сверхгиганты – почти всегда старые и сильно эволюционировавшие объекты. Это не значит, что они в преклонном возрасте, это относится к их жизненному циклу, который, в отличие от Солнца, уже подходит к концу.

Сегодня мы можем предположить, что в прошлом Полярная звезда в галактике Млечный Путь представляла собой довольно яркое синее сияние спектрального класса B. Его масса примерно в 5 раз, а радиус в 3,5 раза больше, чем у Солнца. Температура его поверхности составляла около 18 000 К, что в три раза больше, чем у Солнца. Но это было в прошлом, а сейчас ее физические параметры совсем другие (см выше).

Переменная звезда

Полярная звезда является основным компонентом сверхгиганта, являющегося классической переменной – цефеиды. Поскольку цефеиды являются важным эталоном для определения расстояния, Малая Медведица, как ближайшая цефеида, в значительной степени изучалась и анализировалась многими поколениями астрономов. Изменчивость ее спусябали с 1852 года, впоследствии это изменение было подтверждено Эйнаром Герцшпрунгом в 1911 году.

Измерения ее блеска и амплитуды

Уменьшение амплитуды 4-дневного свечения за 100 лет Уменьшение амплитуды 4-дневного свечения за 100 лет.

До 1963 г амплитуда изменения блеска составляла более 0,1 размера звезды и постепенно уменьшалась. После 1966 г она очень быстро уменьшалась, пока не стала меньше 0,05 звездной величины, и с тех пор вблизи этого диапазона изменяется хаотично.

В период изменения блеска — около 3,97 дней и в благоприятное время растет. Период довольно стабильно увеличивался на 4 секунды в год до 1963 года. Затем он оставался неизменным в течение 3 лет, и начал расти только в 1966 году. Текущие измерения показывают постоянное увеличение на 3,2 секунды в год.

Исследования показывают, что сегодня Полярная звезда в 2,5 раза ярче, чем когда ее наблюдал Птолемей.

Цефеиды

Положение на диаграмме Герцшпрунг-Рессела

Астрономам известны многие звезды, такие как Полярная звезда, на звездном небе она не уникальна по своим физическим характеристикам. Подобные звезды ученые даже выделили в отдельный класс цефеид (их назвали в честь звезды-прототипа δ Цефея). Все цефеиды, несмотря на то, что у них схожие пульсации, не похожи друг на друга, в отличие от нейтронных звезд, которые почти все одинаковы.

Цефеиды имеют разные размеры, массы, разную температуру и все они имеют разные периоды пульсаций и амплитуды. Несмотря на это, всех цефеид объединяет одна любопытная зависимость: их светимость зависит от периодов их пульсаций, и чем больше светимость, тем больше период пульсаций.

Как астрономы используют цефеиды

В свое время эта зависимость блеска и периодов пульсаций сыграла очень важную роль, так как впервые позволила надежно определить расстояние не только до самих цефеид, но и до других галактик. Всего насчитывается около 40 цефеид, которые считаются классическими и видны невооруженным глазом.

Происхождение имени

Почему Полярная звезда так называется? Из-за своего изображения в астронавации, Одно из других ее названий — Cynosura, от греческого «хвост собаки».

Роль как Полярной звезды

Прецессия

Какое направление показывает Полярная звезда? Поскольку α Уми лежит почти на одной прямой с осью вращения Земли, она указывает на Северный полюс мира. α Уми, положение неба почти неподвижно и вокруг него вращаются все звезды северного полушария. Однако меняет ли она свое положение визуально? Да, но с течением очень долго, около ста лет. Поэтому мы имеем такую ​​ситуацию, когда ось Земли и Полярная ось находятся на одной линии и это широко используется в навигации и для астрометрии.

Ее перемещение по небосклону

Подобную фотографию можно сделать, постепенно увеличивая масштаб объектива в течение нескольких часов выдержки

Рассмотрим, как движется альфа Маленьких Медведиц Звезда по небу. Ее движение в будущем связано с прецессией земной оси. Воображаемая ось полюса мира отойдет от α Уми после 21 века, а следующей Полярной звездой будет Гамма Цефея примерно в 41 веке.

Около 2500 лет до н.э полюс мира был близок к звезде Тубан (α Дракона), а в древности к Кохабу (β Малые Медведицы). Греческий навигатор Пифей в ок. 320 до н.э он описал небесный полюс как место, лишенное света. Однако в качестве одной из ярких звезд, близких к небесному полюсу, использовалась альфа Малой Медведицы, по крайней мере, с периода позднего Средневековья.

В настоящее время она находится всего в 0,7 градуса от полюса мира (это соответствует расстоянию в 1,4 лунных диска) и, следовательно, вращается вокруг полюса по малому кругу диаметром 1,5 градуса.

Расстояние

Многие последние работы, посвященные расчету расстояния, показывают, что Альфа Малой Медведицы находится на расстоянии 434 световых года (133 парсека), эти данные согласуются с измерениями параллакса с астрометрического спутника Гиппарха (Hipparcos).

Старые оценки расстояний часто были немного меньше, а недавние исследования, основанные на высокоточном спектральном анализе, предполагают, что она расположена на 100 световых лет ближе к нам, чем считалось ранее. Полярная — самая близкая переменная — цефеида и ее физические параметры являются определяющими для всей астрономической шкалы расстояний. Кроме того, это единственная цефеида, у которой стало возможным измерить массу, благодаря звездам-компаньонам.

Измерения выполненные Гиппархом

Космический зонд «Гиппарх» методом измерения звездного параллакса (углового смещения объекта за год) с 1989 по 1993 год произвел измерения миллионов звезд с точностью до 0,97 угловых миллисекунд (970 микросекунд) и получил точные данные о расстояниях до кратных звезд и векторах их вращений.

Несмотря на преимущества астрометрии, выполненной Гиппархом, уже отмечалась неопределенность данных, а некоторые исследования ставят под сомнение достоверность измерений Гиппарха.

Следующим важным шагом в высокоточном измерении параллакса станет запуск и сбор данных космическим аппаратом Gaia, который стартовал в 2013 году и предназначен для измерения звездных расстояний с точностью до 20 микросекунд дуги с точностью 10 % ошибка для 8000 далеких звезд. Gaia не сможет проводить измерения ярких солнц, таких как альфа-Маленькая Медведица, но ее исследования помогут уточнить положение других звезд, которые также служат «мерками» расстояний.

В исследовании также принимали участие радиотелескопы, которые использовались для получения точных измерений параллакса на больших расстояниях. Правда, для них требуется компактный радиоисточник, находящийся в тесном контакте со звездой, что обычно бывает довольно редко.

Полярные на других планетах

Полярные звезды для других планет определяются так же, как и для Земли: они должны быть ярче 6-й звездной величины, невооружённым глазом при идеальных условиях. Их положение почти полностью совпадает с проекцией оси вращения планеты на небесную сферу. Разные планеты имеют разные полюса, потому что их оси вращения ориентированы по-разному.

Альфаца исполнительный Полярной уМеркурия, а Омикрон Дракона – новерной.

42 Дракон находится ближе всего к северному полюсу Венеры. Эта Золотая Рыбка находится ближе всего к южному полюсу.

Полярной звездой на Луне является Дельта Золотой Рыбки, которая находится на оси вращения южного полюса нашего спутника.

Каппа Парусов не дотянул пару градусов до Южного полюса Марса. А два светила из астеризма «Северный Крест» (Созвездие Лебедь), Садр и Денеб расположены недалеко от Северного полюса Марса. Так что Землянам повезло больше.

Ета Змееносца указывает на северный полюс Урана, а 15 Ориона на юг.

Северный полюс Нептуна находится на полпути между гаммой и дельтой Лебеди. Его южный полюс занимает звезда Гамма Паруса.

Южная Полярная звезда

Созвездие Южный Крест

Полярная звезда на южном полюсе в настоящее время отсутствует. Нет ни одной, даже слабой звезды, которая располагалась бы на оси Южного полюса. Ближайшая к Южному полюсу звезда — Sigma Octanta — звезда с величиной 5,45, видимая невооруженным глазом. В ясную ночь он едва различим, что делает его непригодным для навигационных целей. Сигма Октанта — желтый гигант, расположенный в 275 световых годах от Земли. Его угловое расстояние от полюса составляет около 1° (по состоянию на 2000 г).

Созвездие Южный Крест используется как приблизительная ориентация, указывающая, где находится южный полюс. Южный крест Полярная звезда южных стран. Несмотря на то, что альфа Малой Медведицы не видна в Южном полушарии, на экваторе одновременно можно увидеть и Полярный, и Южный Крест. Конечно, он виден на разных широтах, ближе к экватору. Чем ниже над горизонтом и чем ближе к Северному полюсу, тем выше над головой. На Северном полюсе в зените видна альфа Медвежонка!

Читайте также: League of Legends — Гайд по герою Rengar (Ренгар)

Влияние осевой прецессии

Прецессия Южного полюса мира

Хотя в настоящее время на южном полюсе небесной сферы нет яркой звезды, медленные изменения положения оси вращения (из-за последующей прецессии) делают другие сияния южными полярными сияниями.

Южный полюс неба движется к созвездию Южного Креста, что указывает на южный полюс в течение последних 2000 лет. В результате созвездие уже не видно из субтропических северных широт, как это было при жизни древних греков.

За тысячи лет многие звезды стали полярными. Около 2000 лет назад Эта Гидра была ближайшей к Южному полюсу яркой звездой. В 2800 г до н.э. Ахернар (Альфа Эридана) находился всего в 8 градусах от Южного полюса.

В течение следующих 7500 лет к воображаемой оси Южного полюса вплотную приблизятся звезды Гамма-Хамелеон (произойдет это ок. 4200 г н э.), I Киля, Омега Киля (5800 г н э.) э.), Эпсилон Киля, Йота Киля (8100 г.н.э.) и Дельта Парусов (9200 н.э.). С 8000 по 9000 года. В 14000 году н.э. Капопус (Альфа Киля) будет располагаться в 8 градусах южнее.

Ее координаты

Полярная на флаге Аляски

В настоящее время альфа Малой Медведицы умеренно яркая с видимой звездной величиной 1,97 (переменная). Ее склонение +89°19’8″ (в эпоху J2000 было +89°15’51 .2″), поэтому она всегда указывает на север с точностью примерно в один градус. На самом деле он всегда в одном и том же месте, и на экваторе его не видно, если не учитывать дифракцию атмосферы, но полноценным наблюдением это назвать сложно.

Как ориентироваться по Полярной

Как найти Полярную звезду

Малую Альфу можно увидеть даже немного южнее экватора (из-за атмосферной рефракции). Но на юге, она не может быть уставкой для навигации. Если вы хотите узнать, где она находится, то обычная практика ее нахождения — провести воображаемую линию от двух крайних звезд ковша Большой Медведицы.

Как найти небо Как найти небо

Расстояние между звездами, указывающими на полюс, почти в пять раз больше, чем расстояние между звездами «ковша». Так что, несмотря на то, что она не меняет своего положения в течение дня, найти ее несложно.

Направление на Север

Звездная ночь над Роной — Винсент Ван Гог

Поскольку альфа Медвежонка всегда указывает на север, найти другую сторону горизонта после его обнаружения очень просто. Просто нарисуйте линию, перпендикулярную поверхности (горизонт). Точка пересечения этой воображаемой линии с горизонтом будет указывать точно на север, вы удивитесь, что этот метод намного точнее компаса!

Чтобы найти другие стороны света, нужно помнить, что: юг находится в противоположной стороне, восток — справа от пересечения воображаемой линии с горизонтом, а запад — слева. Поэтому простой способ определения сторон света очень удобен, к сожалению только ночью, запомните где полярная звезда показывает ориентацию, там же и север и никогда не забудете!

Как определить широту

Еще одной важной и интересной особенностью Поляра является его высота над горизонтом. Из-за близости к полюсу мира наша героиня практически неподвижна для этого места. Но его высота над горизонтом может варьироваться в зависимости от того, где вы остановились!

Так вот, если вы находитесь точно на Северном полюсе, вы увидите его почти точно в зените, а если вы находитесь на экваторе (на самом деле на воображаемой «стороне» нашей планеты), то Полярный находится почти точно на горизонт. Поэтому его высота над горизонтом помогает определить ширину вашего местоположения. Мореплаватели прошлого, чтобы узнать, далеко ли они проплыли на север или на юг, измеряли каждую ночь угол между полюсом и горизонтом в направлении на север.

История Полярных звезд

Прецессия Северного полюса мира Прецессия Северного полюса мира

Полярная звезда исторически использовалась для навигации с поздней античности как способ найти направление на север и определить широту.

В связи с прецессией равноденствий (а также собственными движениями звезд) роль Полярных переходит от одной звезды к другой.

В течение 1-го тысячелетия до нашей эры β Малые Медведицы была самой яркой звездой, ближайшей к небесному полюсу, но она никогда не была достаточно близкой, чтобы стать полярной звездой и служить указателем полюса.

Греческий навигатор Пифей уже в 320 до н.э он описал небесный полюс как обделенную звезду.

В римскую эпоху полюс мира находился примерно на равном расстоянии от α Медвежонка (Циносура) и β Медвежонка (Кохаб).

Про Медвежонка Альфу древние ученые писали, что он всегда был виден в V веке, когда находился примерно в 8 градусах от небесного полюса.

Название Полярная звезда закрепилось за α Малой Медведицы, по крайней мере, с XVI века, хотя в то время она находилась в нескольких градусах от небесного полюса. Ренье Фризиус определил это расстояние как 3 градуса и 7 угловых минут в 1547 году.

Прецессия равноденствий закопать около 25770 лет. α Малой Медведицы (с учетом прецессии и собственного движения) достигнет своего максимального наклонения на 89° 32’23 » или 0,4603° от небесного северного полюса, в феврале 2102 г. Его максимальное наклонение (с учетом нутации и аберрации) составит + 89°32’50,62″ или 0,4526° от небесного северного полюса, 24 марта 2100 года.

Гамма Цефея (также известная как Альраи, расположенная в 45 световых годах от Земли), она станет ближе всего к северному небесному полюсу примерно в 3000 году нашей эры.

Йота Цефея станет Полярной через какое-то время, например, в 5200 году нашей эры.

Впервые Альфа Лебедя Денеб окажется в пределах 5 градусов от Северного полюса в 10 000 году нашей эры.

Альфа Лиры или Вега как Полярная статья применена в 14000 году Н.э. И это будет всего в 4 градусах от Северного полюса.

α Малой Медведицы снова станет полярной в 27800 году нашей эры, за счет собственного движения она будет дальше от полюса, чем сейчас, и в 23600 году нашей эры она была ближе к полюсу, чем сейчас.

α Малой Медведицы в древней мифологии

В Древней Греции мореплаватели называли Полярную звезду Киносура — Киносура, что означало «Собачий хвост». Позже это название вошло в обиход в английском языке как Полярная звезда, что в вольном переводе означает «Объект, привлекающий внимание и восхищение»

Существует интересная гипотеза о происхождении имени Киносура. Если верить Аллену и другим ученым, исследовавшим названия звезд, созвездие Малой Медведицы так называли еще в древности.

Легенды

Малая Медведица

По одной из версий мифа о рождении Зевса, бога-младенца в пещере некоторое время кормили два медведя — Киносур и Гелика, позже они были отправлены на небо в знак благодарности Зевсу. Киносура стала Малой Медведицей, Геликой – Большой. Позднее это название закрепилось только за Полярной звездой.

Большая Медведица

В древности арабы считали, что полюс есть не что иное, как своеобразная дыра в небе. У них была легенда, в которой одна злая звезда (Аль Кибла) смогла убить Воина Неба, и в результате он навеки будет лежать в огромной могиле, которая в общих чертах напоминает картину созвездий Большой и Малой Медведицы. Другие звезды в знак уважения к павшему герою всегда будут медленно парить в ночном небе.

Часто задаваемые вопросы

Комета C/2011 L4 Panstarrs и Полярная звезда

Несмотря на то, что Полярная звезда в «Медведице» описана очень подробно, у некоторых читателей могут возникнуть вопросы о том, где она находится и как по ней ориентироваться или частью какого созвездия она является, мы постараемся ответить на самые распространенные из них.

• К какому созвездию относится Полярная звезда? К созвездию Малой Медведицы.
• В какой части ковша малай медведицы она онлайн? На конце, так значения «ручки» «ковша”.
• Где не видна Полярная звезда? В южном полушарии, но на нулевой широте экватора его можно увидеть из-за дифракции (преломления света) атмосферы.
• Будет ли Полярная звезда видна на Марсе? Будет, но не будет указывать на северный полюс Марса, другие звезды укажут направление вращения планеты. Все из-за разного с нашей планетой поворот оси троница.

Ночное небо Марса, снимок марсохода Curiosity

• Движется ли она? Поскольку все звезды имеют свой вектор движения, а анализ направления движения соседних звезд говорит о том, что не так давно (по космическим меркам) Альфа Медвежонка находилась в небольшом газовом облаке, где и образовалась (например как Плеяды).
• Полярная звезда указывает на магнитный полюс Земли? Нет, магнитный полюс Земли не совпадает с осью ее вращения.
• Почему она моргает? Как и другие звезды, мы наблюдаем их сквозь толщу земной атмосферы, которая неоднородна и имеет разные слои, которые не только движутся в разные стороны, но и неодинаково нагреваются. Из-за этих особенностей атмосфера по-разному преломляет свет звезд, что, по сути, является для нас как бы «точкой». Поэтому мерцание увеличивается к горизонту, где свет звезды должен пройти через более толстый слой атмосферы.
• Почему Полярная никогда не идет ко дну? Для жителей Северного полушария это действительно так, все потому, что ось вращения Земли совпадает с положением полюса на небе.
• Почему это достопримечательность для путешественников? Ведь с ее помощью всегда можно определить стороны света.
• Почему Polar всегда в одном месте для нас? Потому что он находится в точке проекции оси вращения нашей планеты.
• Почему она почти никогда не меняет своего положения относительно горизонта? Ответьте на вопрос в предыдущем вопросе.
• Под каким углом к ​​горизонту она видна в Москве? Чтобы это узнать, надо увидеть ширину Москвы, т.к ее ширина 55,75 градуса, то это и будет угол, бод комый видна Полярная.
• Если Полярная звезда находится справа, в каком направлении она указывает? На Запад.