Размер полярной звезды относительно солнца


Объекты глубокого космоса > Звезды > 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.


Полярная звезда

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.

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.

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.

Физические характеристики и орбита

  • Полярная звезда: Альфа Малой Медведицы.
  • Созвездие: Малая Медведица.
  • Удаленность: 325-425 световых лет.
  • Координаты:
  • Альфа Малой Медведицы А – 2 ч 31 м 49.09 с (прямое вхождение), +89° 15’50.8″ (склонение).
  • Альфа Малой Медведицы В – 2 ч 30 м 41.63 с (прямое вхождение), +89° 15’38.1″ (склонение).
  • Видимая величина: 1.98 (Аа), 9.2 (Ab), 8.7 (B).
  • Абсолютная величина: -3.6 (Aa), 3.6 (Ab), 3.1 (B).
  • Спектральный класс: F7Ib (Aa), F6V (Ab), F3V (B).

  • Переменный тип: классическая цефеида.
  • Массивность: 4.5 солнечных (Aa), 1.26 (Ab), 1.39 (B).
  • Радиус: 46 солнечных (Aa), 1.04 (Ab), 1.38 (B).
  • Яркость: 2500 солнечных (Aa), 3 (Ab), 3.9 (B).
  • Температура: 6015 К (Aa), 6900 (B).
  • Наименования: Полярная звезда, Северная звезда, Альфа Малой Медведицы, Аркадия, Навигационная, HR 424, HD 8890, SAO 308, FK5 907, GC 2243, ADS 1477, CCDM 02319+8915, HIP 11767.

Ссылки

Источник: v-kosmose.com

Общие описательные параметры

Характеристики Полярной звездыХарактеристики Полярной звезды

Полярная звезда имеет больший размер в сравнении с Солнцем. Она включает в себя основное светило и два незначительных спутника, такое же количество удаленных элементов. Один из них был обнаружен силами У. Гершеля в 1780-м году. Светило входит в состав группы Малой Медведицы. Среди любителей астрономической науки оно пользуется популярностью. Связано это с его заметностью и красивыми легендарными историями.


Одна из самых острых тем, поднимаемых в научных кругах, касается удаленности субъекта от нашей Солнечной системы. Несмотря на внушительное количество проведенных исследований, до сих пор ничего не известно об этом расстоянии. По последним оценкам оно составляет 434 св. года или 133 парсек. Но некоторые научные сотрудники гласят, что есть вероятность ее большей приближенности к нам, например, на 30%.

В любом случае Полярная звезда располагается в 1 градусе (и даже меньше) от северного полюса, поэтому является практически неподвижной в процессе суточного перемещения неба. Особое удобство она предполагает в процессе ориентирования на местности, ведь направление на нее почти идентично направлению на север. А уровень высоты над горизонтом равен широте места, с которого происходит наблюдение.

В связи с явлением прецессии в отношении земной оси Северный полюс является переменчивым в своем положении. Поэтому Полярная звезда была ближе всего расположено к нему в отрезок времени с 7.03 по 13.06 2012. После этого стартовал процесс удаления. Так, по прогнозам ученых, к середине 2260-го года отдаленность превысит отметку 1С. Что касается южного полушария, в нем яркая Полярная звезда отсутствует.

Основные характеристики объекта

Можно однозначно утверждать, что он является наиболее ярким и наиболее близким по отношению к Земле. Светило имеет пульсирующий переменный характер. Период составляет 3,97 суток. Тем не менее оно обладает рядом нестандартных качеств:


  • ее пульсации подлежат затуханию, и происходит это в течение нескольких десятков лет;
  • в 1900-м году яркость изменилась на 8%, в то время как в 2005 году это значение составило 2%;
  • за все время, пока она известна науке, яркость повысилась на 15%;
  • это – не отдельное светило, а тройная система, включающая в состав сверхгигант «Альфа» и два прочих элемента;
  • есть вероятность, что Полярная звезда и другие яркие объекты, которые ее окружают, выступает в качестве остатка скопления рассеянного типа.

Поскольку дистанция до сих пор остается под вопросом, есть риск неточно проведенных измерений дистанций до прочих галактик. Поэтому ее уточнение позволит определить шкалы отдаленностей и сделать более точные подсчеты относительно ряда прочих характеристик.

Полярная звезда и её компаньоны.Полярная звезда и её компаньоны.

Историческая справка о светиле

Полярная звезда получила свое наименование ввиду важности в процессе астронавигации. Ведь дистанция между ней и мировым полюсом составляет всего 0,7 градуса. Альтернативные имена тоже имеются. Самое распространенное из них в переводе означает «Хвост собаки». Использовалось это светило со времен поздней античности. С его помощью не составляло труда отыскать направление на север и узнать широту.


В 1-м тысячелетии до нашей эры Бета ММ выступала в качестве ярчайшего элемента. Она же находилась ближе всех по отношению к небесному полюсу. Однако из-за большой отдаленности она не могла стать ближайшей. Однако силами одного греческого навигатора в 320-м году до нашей эры небесный полюс был описан как лишенный каких-либо светящихся объектов. Что касается светила с названием «Альфа», древние ученые писании, что оно было видимо всегда.

Наименование «Полярная звезда» стало закрепленным за светилом «Альфа». По крайней мере, такая картина сложилась с 16-го века. Максимального своего склонения данный объект достигает в 0,4603 градусах от северного полюса неба (2012 год, февраль месяц). Наиболее высокое склонение (0,4526 С) ожидается 24 марта 2100-го года.

Легенды и мифы, связанные с возникновением объекта

Самая распространенная версия заключается в том, что при рождении Зевса маленького бога вскармливали две медведицы. Впоследствии они были «доставлены» им на небо в качестве благодарности за спасенную жизнь. Одна из них получила наименование «Малой», другая стала «Большой». Однако наименование такое впоследствии прижилось исключительно к светилу, что вызвало среди ученых множество вопросов.

В древние времена среди арабов было предположение о том, что Полярная звезда выступает в качестве своеобразного отверстия, образованного в небе. В восточном мире царила легенда. В соответствии с ней злое светило стало убийцей Небесного воина, в итоге ему пришлось вечно лежать в большом гробу. А рисунок на домовине, в свою очередь, напоминает узор Большой и Малой Медведицы.


Физические параметры

Полярная звезда обладает крайне заурядными физическими параметрами. С использованием любительского оборудования можно рассмотреть желтый цвет, который многих до сих пор удивляет (большинство людей до сих пор думают, что светило белое). По температуре объект ненамного превзошел Солнце. Средний показатель составляет порядка 6000 К, и на этом сходство с нашим естественным небесным светилом завершается.

Яркость ее намного выше, чем у Солнца, а многочисленные исследования доказали принадлежность объекта к числу сверхгигантов. По диаметру она превосходит Солнце в 23 раза, а по светимости – в 2500 раз. В силу невозможности проверки расстояния эти значения могут быть недостоверными.

Особенности жизни сверхгиганта

Многие ученые полагают, что Полярная звезда существует относительно долго, поскольку львиная доля Сверхгигантов является старой, и жизненный цикл подходит к завершению. В настоящее время есть предположение, что в прошлом времени Полярная звезда была яркой и имела голубоватый цвет, а ее масса превосходила Солнце в 5 раза, в то время как радиус был выше в 3,5 раза. Температурное значение на поверхности составляло 18 000 К. Но сегодня картина изменилась, и характеристики стали иными.

Переменное светило и его ключевые особенности


В качестве базового компонента Полярная звезда содержит цефеиду, которая выступает в качестве стандарта для выявления расстояния. На протяжении долгих лет она изучалась астрономами, принадлежащими к различным поколениям. Изменчивый характер начал подозреваться с 1852-го года. И в дальнейшем времени данное изменение подтвердилось в 1911-м году.

Изучить сведения об амплитудных колебаниях была возможность с момента открытия светила.

  1. До 1963-го года они составляли свыше 0,1 величины, а далее происходило их постепенное уменьшение.
  2. После 1966-го снижение началось крайне быстро, пока отметка не достигла уровня 0,05 величины.
  3. С тех пор стали происходить хаотичные изменения неподалеку от этого диапазона. Период блеска сегодня составляет порядка 3,97 дней и постоянно возрастает.
  4. Текущие проводимые измерения демонстрируют поступательное повышение параметра на отметку, составляющую 3,2 с в годовой период.

Последние исследования гласят, что сегодня Полярная звезда является более яркой, чем когда-либо.

α Малой Медведицыα Малой Медведицы

Цефеиды

В астрономическом мире известно множество светил, подобных изучаемому объекту. Поэтому по своим физическим параметрам он не является уникальным. Научные специалисты даже смогли выделить отдельную группу цефеид. Все они, невзирая на наличие идентичных пульсаций, различны по размерам, массе, температуре, амплитуде вращения. Единственное, что их «сближает», прямая зависимость светимости от периода пульсаций.

В одно время данная закономерность сыграла практически решающую роль. Дело в том, что с ее помощью появилась возможность достоверного определения дистанции до них и прочих галактик. Цефеиды представлены в 40-ка единицах. Они классические по характеристикам и могут быть замечены рядовым наблюдателем, не владеющим специализированным оборудованием.

Так в чем заключается основное отличие, которым обладает Полярная звезда? Все достаточно просто. Дело в том, что она указывает на север. Кроме того, светило является наиболее ярким и близким по отношению к Солнечной системе. Поскольку сегодня активно практикуется применение этих субъектов в качестве астрономических «линеек», учены детально занимаются изучением их переменности.

Роль в качестве ближайшего и ярчайшего объекта

Однозначно, Полярная звезда указывает на север. «Альфа» находится в области прямой линии, образованной с осью, по которой вращается Земля. Она является практически стационарной, а вокруг нее вращаются почти все объекты в области Северного полушария. Тем не менее, объект может менять свое положение с визуальной точки зрения, но делает это редко. Поэтому ситуация, когда земная ось и Полярная звезда располагаются на одной линии – норма.

Немаловажную роль играет процесс перемещения светила по небосклону. В будущем это явление имеет непосредственную взаимосвязь с процессией Земной оси. После 21-го века, по предварительным прогнозам, ученых, мировая ось отойдет, и следующая Полярная звезда изменится. Ею станет Гамма Цефея (ориентировочно в 41-м веке). На сегодняшний день уровень отдаленности от полюса мира соответствует отметке 1,4 лунных дисков.

Споры о расстоянии и изменяющиеся значения

Учеными было проведено немало работ, связанных с определением дистанции. Львиная их доля показала, что Альфа Малой Медведицы располагается на расстоянии от Земли, равном 133 парсек, т. е. 434 св. года. В то же время прежние оценки имели значительно меньшее значение. Что касается недавних исследований, они гласят, что Полярная звезда располагается на 100 лет ближе, нежели принято полагать.

В процессе изучения был задействован космический аппарат Гиппарх, в рамках которого применялась методика определения звездного параллакса. В качестве периода был взят временной интервал с 1989-го по 1993-й годы. Устройству довелось осуществить размеры у миллионов светил с уровнем точности до 0,97 миллисекунд. В итоге были получены максимально точные сведения по расстояниям и векторам движения.

Тем не менее впоследствии проводилось еще несколько исследований, которые поставили точность организованных измерений под сомнение. Немаловажную роль сыграл шаг, при котором был запущен аппарат ГАЙЯ в 2013-м году. Цель его функционирования заключалась в детальном определении расстояний между небесными телами с высоким уровнем точности, составляющим 20 микросекунд с минимальным уровнем погрешности, составляющим 10%.

В ходе исследований также принимали активное участие всевозможные радиотелескопы, которые применялись в целях обретения точных измерений параллакса на относительно крупных расстояниях. Правда от них требуется крупный радиоисточник, взаимосвязанный с редко встречающимся объектом.

Ученые создали таблицу расстояний по годам, т. к. данные постоянно менялись и оспаривались. Сведения представлены в списке.

  1. 1991 год – значение составило 433 года.
  2. 2006 годовой период – 300 лет.
  3. В 2008-м значения стали равняться 359 лет.
  4. В рамках 2012-го года в ходе проведения замеров было получено значение в 323 единицы.

Это далеко не исчерпывающий перечень сведений. Он является предположительным и может измениться в любое время при проведении очередного анализа. Таким образом, Полярная звезда, несмотря на относительную близость к Солнечной системе, является до конца не изученной и требует проведения глубинных исследований на предмет расстояния и прочих характеристик.

 

Источник

Источник: hikosmos.ru

Как найти Полярную звезду?

Полярная звездаНеобходимо отыскать семь практически одинаковых по яркости звезд Большой Медведицы, образующих фигуру Большого Ковша, хорошо известную даже людям, далеким от астрономии. Широкую часть Большого Ковша, противоположную «хвосту», образуют две звезды — Мерак «внизу» и более яркая Дубхе «сверху». Между этими двумя звездами проводим прямую от менее яркой Мерак в сторону яркой — Дубхе. На расстоянии, равном 5 расстояниям от Мерака к Дубхе, вы найдете кончик «хвоста» Малой Медведицы и Полярную звезду. Она ярчайшая в том районе, так что ошибиться трудно. В большинстве мест Северного полушария Земли эти звезды не заходят за горизонт, а значит видны всю ночь. Правда, из-за большого поглощения света их трудно различить там, где вечерами они расположены низко над горизонтом.

Полярная звезда неподвижна

вокруг Полярной звездыУникальность Полярной звезды в том, что она находится ближе других звезд, видимых невооруженным глазом, к северному полюсу мира. Из-за этого она все время находится фактически на одном и том же месте, вне зависимости от времени суток и года. Большая и Малая Медведицы, как и другие созвездия, постоянно кружат по небу вокруг Полярной звезды — Ковш Малой Медведицы может быть и перевернут, и стоять «на ребре». Ясно, что особое положение Полярная звезда имеет только на небе Земли. На небе других планет роль полярной играют другие звезды, так как оси вращения этих планет по-другому наклонены по отношению к плоскостям их орбит. Неподвижность Полярной звезды вот уже полторы тысячи лет делает ее верным ориентиром для мореплавателей, скотоводов и путешественников.

Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы

Утверждение, что Полярная звезда является очень яркой звездой, представляет собой одно из самых распространенных астрономических заблуждений. Многие люди, не слишком знакомые со звездным небом, полагают, что Полярная звезда очень яркая, если не ярчайшая звезда на нем.

Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы. Полярная звезда имеет видимый блеск +1,97, то есть она является звездой второй величины, ко­торых на небе можно видеть несколько десятков. А мнение о том, что Полярная звезда является едва ли не самой яркой на небе Северного полушария, связано с тем, что она имеет особенное положение. Эта звезда находится почти в точке Северного полюса мира, что определило ее важность для навигации.

Ориентация на местности по Полярной звезде

Ориентация по Полярной звездеЕсли вдруг вас застала ночь посреди дикой природы, место для ночлега не подходящее, а компас вы оставили дома или разбили, тут-то вам и пригодится умение ориентироваться по звездам.Направление на Полярную звезду совпадает с направлением на север, а её высота над горизонтом совпадает с широтой наблюдателя. Для северного полушария, самым главным ориентиром на ночном небе является Полярная звезда. Она единственная не «путешествует» по небосводу, всегда расположена в полярном секторе небосвода и указывает строго на север. Именно в этой особенности ее ценность для тех, кто хочет сориентироваться на незнакомой местности. Итак, Полярную звезду мы научились определять по созвездиям Малой и Большой Медведицы и теперь знаем где север. Как же определить остальные стороны света? Ну, это вообще просто. Мы становимся лицом на север – за спиной у нас будет юг, по правую руку восток, по левую – запад.

Еще одна важная и интересная особенность Полярной это ее высота над горизонтом. Из-за близости к полюсу мира наша героиня практически неподвижна для данного места. Но ее высота над горизонтом может варьировать в зависимости от места вашего пребывания! Так, вот, если вы находитесь точно на Северном полюсе, вы увидите ее почти точно в зените, а если на экваторе (фактически на воображаемом «боку» нашей планеты), то Полярная почти точно находится на горизонте. Поэтому, высота ее над горизонтом помогает определять широту вашего местоположения. Мореплаватели прошлого, чтобы узнать, как далеко они проплыли к северу или югу измеряли каждую ночь угол между Полярной и горизонтом по направлению на север.

Полярная звезда в астрономии

Полярная звезда на самом деле представляет собой тройную звёздную систему. В центре системы располагается сверхгигант Полярная А (α UMi A), превосходящий наше Солнце по яркости в 2000 раз и по массе в 4,5 раза. Как и подавляющее большинство звезд, видимых на небе невооруженным глазом, Полярная звезда А гораздо ярче Солнца. Спектральные исследования показали, что звезда принадлежит к классу звезд-сверхгигантов. Ее радиус в 46 раз больше радиуса Солнца. Полярная B (α UMi B) массой 1,39 массы Солнца расположена на приличном удалении от Полярной А, поэтому разглядеть её в телескопы нетрудно даже с поверхности Земли. В 1929 году при изучении спектра Полярной было выявлено, что Альфа Малой Медведицы является близкой двойной звездой, что было предсказано более ранними наблюдениями в 1924 году (Moore, J.H and Kholodovsky, E. A.). Компаньон Полярной A находится в 18,5 а. е. Полярная P (α UMi P или α UMi a, или α UMi Ab) обладает массой 1,26 массы Солнца и располагается к сверхгиганту настолько близко, что сфотографировать его удалось лишь телескопу «Хаббл», и то лишь после перенастройки оборудования. Приблизительный период обращения Полярной P вокруг α UMi A составляет около 30 лет. Полярная B обращается вокруг двойной системы α UMi A/P прибл. за 100 000 лет. Есть ещё также два далёких компонента, получивших обозначение α UMi C и α UMi D, но это гораздо более старые звёзды и физически они не связаны с Полярной звездой.

Полярная звезда (Альфа Малой Медведицы (α UMi), также — Киносура) — звезда +2,0m звёздной величины в созвездии Малой Медведицы, расположенная вблизи Северного полюса мира. Это сверхгигант спектрального класса F7Ib. Расстояние до Земли — 434 световых года.

В 1990 году европейский космический телескоп Hipparcos оценил расстояние до Полярной звезды в 434 световых года. Измерения 2012 года с высоким разрешением, выполненные группой астрономов под руководством Дэвида Тёрнера из канадского университета Сент-Мэри, использовавших данные российского шестиметрового телескопа БТА, дают оценку расстояния до Полярной звезды в 99 парсек (323 световых года).

Расстояние до Полярной звезды, как до типовой цефеиды, используется для оценки расстояний до других галактик. Уточнение этого расстояния может привести и к уточнению шкалы расстояний, и к ограничению значения массы тёмной материи.

Множество имён Полярной звезды

Пожалуй, никакая другая звезда не имеет столько имен, сколько имеет Полярная. Почти все множество имен указывает на главные её признаки: нахождение в созвездии Медведицы, нахождение на полюсе и, как следствие, на ее неподвижность.
Полярная звезда хвост МедведицыМногие народы считали Полярную звезду своеобразным колом, вбитым в небо, вокруг которого кружатся все остальные звезды. Отсюда происходят такие ее названия, как «Небесный Кол», «Северный гвоздь», «Прикол-звезда», «Железный кол» — названия, которые можно найдти в тюркских и финно-угорских языках. В Россию имя Полярная звезда пришло из немецкого языка во время правления Петра I. До этого у Полярной звезды было другое имя, имеющее, впрочем, тот же смысл — «Северная звезда». Более поэтично называли Полярную хакасы — «Привязанный конь». А для эвенков Полярная звезда виделась как «Дыра в небе». Самым известным из таких имен является, пожалуй, имя Киносура, которое происходит от греческого слова и переводится как — «хвост собаки». Так называли Полярную звезду древние греки и римляне. Интересно, что на древних картах Полярная звезда действительно отмечает собой хвост, но не собачий, а длинный, не существующий в природе, хвост Медведицы.

Источник: astroson.com

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.

Звезды Малой медведицы. Круг — суточная окружность, которую описывает Полярная вокруг Северного полюса мира

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. И поэтому ответ на вопрос, в каком созвездии находится Полярная звезда, знают почти все малыши. И еще, она для Северного наблюдателя, зимой висит практически над головой. А на северном полюсе видна 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 ориентироваться.

Точное расстояние до Земли

Одной из горячих тем является определение расстояния до нее, ведь до сих пор мы точно не знаем, насколько удалена Полярная звезда от Земли. По последним данным, расстояние до Полярной, примерно 434 световых года или 133 парсек. Но некоторые ученые предполагают, что она может быть на 30% ближе к нам. Альфа Малой медведицы ближайшей переменной цефеидой к Земле, так что ее физические параметры имеют решающее значение для астрономической шкалы расстояний.

Строение звездной системы Полярной

Альфы альфы Малой Медведицы, снимок телескопа Хаббл

α UMi Аа или Полярная звезда, известна 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, у которой была возможность измерить массу напрямую, благодаря наличию спутников.

Два меньших спутника: α Umi B, весит 1,39 массы Солнца и имеет спектральный класс F3, находятся на расстоянии 2400 а.е., а α Umi Ab, очень близкая звезда класса F6 главная последовательности с радиусом орбиты 18,8 AU и весом 1,26 солнечных масс. Есть также два дальних компоненты α Umi С и α Umi D, но они физически не связанны с Полярной.

Система Полярной звезды, рисунок

Полярную B (α UMi B) можно увидеть даже в скромный телескоп. Оказалось, что ее наблюдал Уильям Гершель в 1780 году с помощью одного из самых мощных телескопов в то время — телескопа-рефлектор собственной постройки. В 1929 году было обнаружено, путем изучения спектра, что Полярная А это очень тесная двойная, содержащая слабое светило (α Umi Ab). В январе 2006 года НАСА предоставило изображения с телескопа Хаббла, непосредственно показывающих всех трех членов тройной системы. Ближайшая к Полярной звезда находится в 18,5 а.е. (2,8 млрд км) от нее и это объясняет почему свет меньшего спутника мы увидели только в 2006 году.

Описание

Туманность вокруг Полярной снятая на длинной выдержке

Физические характеристики ее весьма заурядны для сверхгиганта. В небольшой телескоп и даже бинокль звезда показывает свой желтоватый цвет, это может некоторых удивить, ведь все привыкли думать, что она белая. Она всего лишь немного горячее нашего Солнца: температура ее поверхности колеблется около 6000 К. Однако на этом сходство заканчивается.

Как и множество других солнц, которые мы видим на небе невооруженным глазом, Полярная звезда ярче Солнца, если бы мы их смогли наблюдать с одинакового расстояния. Исследования ее спектра показали, что она принадлежит к классу сверхгигантов. Ее диаметр в 23 раза больше чем у нашего Солнца, а светимость больше в 2500 раз! Даже Сириус ей проигрывает в сухую.

Однако тут кроется подвох, из-за того, что астрономы достоверно не могут вычислить расстояние до альфы Малой Медведицы, оценки яркости и температуры могут варьировать.

Жизнь сверхгиганта

По меркам Солнца, она довольно непродолжительна и наступает сразу после исчерпания водорода в ее ядре. Сверхгиганты – почти всегда старые и сильно проэволюционировавшие объекты. Это не значит, что они старые по возрасту, это относится к их жизненному циклу, который в отличие от Солнца, уже подходит к концу.

Сегодня мы можем предположить, что в своем прошлом Полярная звезда в галактике Млечный путь была довольно ярким голубым светилом, спектрального класса Β. Ее масса примерно в 5 раз, а ее радиус в 3,5 раза больше Солнечного. Температура ее поверхности была около 18000 К, что в три раза больше Солнечной. Но это было в прошлом, а сейчас ее физические параметры совсем другие (см.выше).

Переменная звезда

Полярная это сверхгигант основным компонентом, которой является классическая переменная – цефеида. Поскольку цефеиды являются важным стандартом для определения расстояния, аkmaf Малой Медведицы, как ближайшая цефеида, в значительной степени изучена и проанализирована многими поколениями астрономов. Изменчивость ее подозревали с 1852 года, впоследствии это изменение было подтверждено Эйнаром Герцшпрунгом в 1911 году.

Измерения ее блеска и амплитуды

Уменьшение амплитуды 4-дневного блеска на протяжении более 100 лет

Узнать амплитуду и период вариаций смогли с момента открытия. До 1963 года амплитуда изменения блеска была более 0,1 звездной величины и уменьшалась постепенно. После 1966 года она снизился очень быстро, пока не стало менее 0,05 звездной величины и с тех пор меняется хаотично вблизи этого диапазона. По измерениям период изменения блеска — около 3,97 дней и в настоящее время растет. Период увеличивался довольно устойчиво по 4 секунд в год до 1963 года. Затем он оставался неизменным в течение 3-х лет, и начал расти лишь в 1966 году. Текущие измерения показывают последовательное повышение на 3,2 секунды в год.

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

Цефеиды

Положение на диаграмме Герцшпрунга-Рессела

Астрономы знают множество таких светил как Полярная звезда, на звездном небе она не уникальна по своим физическим характеристикам. Ученые даже выделили подобные светила в отдельный класс цефеиды (они были названы в честь прототипа звезды δ Цефея). Все Цефеиды несмотря на то, что имеют схожие пульсации, не похожи друг на друга, в отличие от нейтронных звезд, которые почти все на “одно лицо”. Цефеиды имеют разные размеры, массы, различаются по температуре и у всех них 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 яркости и периодов пульсаций сыграла очень важную роль, так как впервые позволило достоверно определить расстояние не только до самих Цефеид, но и до других галактик. Всего насчитывается около 40 цефеид, которые считаются классическими и видны невооруженным глазом. Чем отличается Полярная звезда от других, спросите вы? Помимо того, что она показывает север, она еще самая близкая и яркая к нам цефеида. В связи с тем, что эти переменные звезды используются в качестве своеобразных астрономических “линеек” ученые очень подробно и скрупулезно исследуют их переменность.

Происхождение имени

Почему Полярная звезда так называется? Из-за своей важности в астронавигации, ведь полюс мира отстоит от нее на 0,7 градуса, также она известна своими многочисленными именами. Одно из древних ее названий — Cynosura, от греческого «хвост собаки».

Роль как Полярной звезды

Прецессия

Какое направление показывает Полярная звезда? Поскольку α Umi лежит почти на прямой линии с осью вращения Земли, она указывает на Северный полюс мира. α Umi, расположение на небе ее почти неподвижно и все звезды в Северном полушарии вращаются вокруг нее. Однако меняет ли она визуально свое положение? Да, но с течением очень длительного времени, порядка сотен лет. Поэтому мы имеем такую ситуацию, когда ось Земли и Полярная находятся на одной линии и это широко используется в навигации и для астрометрии.

Ее перемещение по небосклону

Подобное фото можно снять путем плавного увеличения зума объектива на протяжении нескольких часов выдержки

Давайте рассмотрим, как двигается альфа Малой Медведицы звезда по небу. Ее перемещение в будущем связано с прецессией Земной оси. Воображаемая ось полюса мира отойдет от α Umi после 21-го века, и следующей Полярной станет Гамма Цефея примерно в 41-й веке. Около 2500 лет до н.э. полюс мира был близок к звезде Тубан (α Дракона), а во время античности к Кохаб (β Малой Медведицы). Греческий навигатор Пифей в ок. 320 до н.э. описал небесный полюс, как место, лишенное светил. Тем не менее, в качестве одной из ярких звезд, близких к небесному полюсу, была использована альфа Малой Медведицы, по крайней мере, начиная с периода позднего средневековья.

В настоящее время она находится всего в 0,7 градусах от полюса мира (это соответствует расстоянию 1,4 Лунных диска) и, следовательно, она вращается вокруг полюса в малом круге диаметром 1,5 градуса.

Расстояние

Многие недавние работы, посвященные вычислению расстояния, показывают, альфа Малой Медведицы находится на расстоянии 434 световых года (133 парсек), эти данные согласуются с измерениями параллакса от астрометрического спутника Гиппарх (Hipparcos). Старые оценки расстояний часто были немного меньше, а недавние исследования на основе высокоточного спектрального анализа предполагают, что она находится на 100 световых лет ближе к нам, чем считалось ранее. Полярная является ближайшей переменной — цефеидой и ее физические параметры имеют решающее значение для всей астрономической шкалы расстояний. Кроме того, это единственная цефеида у которой стало возможно измерить массу, благодаря звездам-компаньонам.

Измерения выполненные Гиппархом

Космический аппарат Гиппарх, используя метод измерения звездного параллакса (угловое смещение объекта за год) с 1989 по 1993 год произвел замеры у миллионов светил с точностью до 0,97 угловых миллисекунд (970 микросекунд), и получил точные данные по расстояниям до множества звезд и векторам их движений.

Несмотря на преимущества астрометрии, выполненной Гиппархом, неопределенность в данных уже отмечалась, и некоторые исследования ставят под сомнение достоверность измерения Гиппарха.

Следующим важным шагом в высокоточном измерении параллакса будет запуск и сбор данных космическим аппаратом Гайя, который был запущен ​​в 2013 году и предназначен для измерения звездных расстояний с точностью до 20 микросекунд дуги с 10% погрешностью для 8000 далеких звезд. Гайя не сможет проводить измерения ярких солнц, таких как альфа Малой Медведицы, но ее исследования помогут с уточнением положения других звезд, которые также служат в качестве “мерил” расстояний. Также в исследовании принимали участие и радиотелескопы, которые были использованы для получения точных измерений параллакса на больших расстояниях. Правда они требуют компактный радиоисточник, находящийся в тесной связи со звездой, которая обычно встречается довольно редко.

Полярные на других планетах

Как узнать, будет ориентиром на Марсе альфа Малой Медведицы или нет? Полярные звезды для других планет определяются также как и на Земле: они должны быть ярче 6-й звездной величины, т. е. быть видны невооруженным глазом при идеальных условиях. Их положение должно почти полностью совпадают с проекцией оси вращения планеты на небесную сферу. Различные планеты имеют различные полюса, потому что их оси вращения ориентированы по-разному.

Альфа Живописца является южной Полярной у Меркурия, а Омикрон Дракона – северной.

42 Дракона является ближайшей к северному полюсу Венеры. Эта Золотой Рыбы является самой близкой к южному полюсу.

Полярная звезда на Луне это Дельта Золотой Рыбы, которая находится у оси вращения южного полюса нашего спутника.

Каппа Парусов недотянула пару градусов до Южного полюса Марса. А два светила из астеризма «Северный крест» (созвездие Лебедь), Садр и Денеб находятся вблизи Северного полюса Марса. Так что Землянам повезло больше.

Дельта Октанта является Полярной на Южном полюсе Сатурна.

Эта Змееносца указывает на северный полюс Урана, а 15 Ориона на южный.

Северный полюс Нептуна располагается на полпути между гамма и дельта Лебедя. Его южный полюс занят звездой Гамма Парусов.

Южная Полярная звезда

Созвездие Южный Крест

Полярная звезда на Южном полюсе, в настоящее время, фактически отсутствует. Нет никакой, даже тусклой звездочки, которая находилась бы на оси Южного полюса. Ближайшим светилом к Южному полюсу является Сигма Октанта – видимая невооруженным глазом звезда 5,45 звездной величины. Она едва различима на ясную ночь, что делает его непригодной для использования в навигационных целях. Сигма Октанта это желтый гигант, находящийся в 275 световых годах от Земли. Его угловое расстояние от полюса составляет около 1 ° (по состоянию на 2000 год). Созвездие Южный Крест используется как приблизительный ориентир, указывая туда, где расположен южный полюс. Так что можно сказать что, Южный крест Полярная звезда южных стран. Несмотря на то, что альфа Малой Медведицы не видна в Южном полушарии, на экваторе одновременно можно увидеть и Полярную и Южный Крест. Конечно, она в разных широтах видна по-разному, чем ближе к экватору. Тем она ниже над горизонтом, а чем ближе к Северному полюсу, тем выше надо головой. На Северном полюсе так вообще, альфа Малой Медведицы видна в зените!

Влияние осевой прецессии

Прецессия Южного полюса мира

Хотя на южном полюсе небесной сферы в настоящее время отсутствует яркая звезда, медленные изменения положения оси вращения (из-за последствий прецессии) сделают другие светила южными Полярными.

Небесный южный полюс движется в сторону созвездия Южного Креста, которое указывает на южный полюс в течение последних 2000 лет. Как следствие, созвездие больше не видно из субтропических северных широт, как это было во время жизни древних греков.

На протяжении тысячелетий множество звезд становились полярными. Около 2000 лет до н.э., Eta Гидры была ближайшей яркой звездой в Южном полюсе. В 2800 году до н.э., Ахернар (Альфа Эридана) был всего в 8 градусах от южного полюса.

В течение ближайших 7500 лет, к воображаемой оси Южного полюса близко подойдут звезды Гамма Хамелеона (произойдет это ок. 4200 г. н.э.), I Киля, Омега Киля (5800 г. н.э.), Эпсилон Киля, Йота Киля (8100 г. н.э.) и Дельта Парусов (9200 н.э.). С 8000 по 9000 года Южный полюс пройдет через созвездие Парусов. В 14000 году н.э. Капопус (Альфа Киля) будет находиться в 8 градусов от Южного.

Ее координаты

Полярная на флаге Аляски

В настоящее время, альфа Малой Медведицы является умеренно яркой с видимой звездной величиной 1,97 (переменной). Ее склонение +89°19’8 «(в эпоху J2000 было +89°15’51 .2»), поэтому она всегда указывает на север с точностью примерно один градус. Фактически она находится всегда на одном месте, также на экваторе она не видна, если не брать в расчет дифракцию атмосферы, но полноценным наблюдением это назвать трудно.

Как ориентироваться по Полярной

Как найти Полярную звезду

Альфу Малой Медведицы можно даже увидеть немного к югу от экватора (из-за атмосферной рефракции). Но на юге, она не может быть использована для навигации. Если вы хотите знать, где она находится, то распространенная практика ее нахождения, заключается в проведении воображаемой линии от двух крайних звезд ковша Большой Медведицы.

Как найти на небе

Расстояние между звездами, указывающими на Полярную почти в пять раз больше, чем расстояние между звездами “ковша”. Так что, несмотря на то, что она не изменяет положения в течение суток найти ее совсем не сложно.

Направление на Север

Звездная ночь над Роной — Винсент Ван Гог

Так как альфа Малой Медведицы, всегда указывает на север, найти другие стороны горизонта после ее обнаружения очень просто. Просто проведите от нее линию, перпендикулярную к поверхности (горизонту). Точка пересечения этой воображаемой линии с горизонтом будет указывать точно на север, вы удивитесь, что этот метод гораздо точнее, чем компас! Чтобы найти другие стороны света вам необходимо помнить, что: юг располагается в противоположной стороне, восток справа от места пересечения воображаемой линии с горизонтом, а запад — слева. Поэтому столь простой метод определения сторон света весьма удобен, жаль только ночью, запомните, куда показывает ориентир Полярная звезда, там и север и вы никогда не заблудитесь!

Как определить широту

Еще одна важная и интересная особенность Полярной это ее высота над горизонтом. Из-за близости к полюсу мира наша героиня практически неподвижна для данного места. Но ее высота над горизонтом может варьировать в зависимости от места вашего пребывания! Так, вот, если вы находитесь точно на Северном полюсе, вы увидите ее почти точно в зените, а если на экваторе (фактически на воображаемом «боку» нашей планеты), то Полярная почти точно находится на горизонте. Поэтому, высота ее над горизонтом помогает определять широту вашего местоположения. Мореплаватели прошлого, чтобы узнать, как далеко они проплыли к северу или югу измеряли каждую ночь угол между Полярной и горизонтом по направлению на север.

История Полярных звезд

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 равноденствия (а также собственными движениями звезд), роль Полярной переходит от одной звезды к другой.

Во время 1-го тысячелетия до нашей эры, β Малой Медведицы была самой яркой звездой, находящейся ближе всего к небесному полюсу, но она никогда не была достаточно близко, чтобы стать Полярной и служить в качестве маркировки полюса.

Греческий навигатор Пифей уже в 320 до н.э. описал небесный полюс, как лишенный звезд.

В римскую эпоху полюс мира был примерно одинаково удален от α Малой Медведицы (Cynosura) и β Малой Медведицы (Kochab).

Про Альфу Малой Медведицы ученые древности писали, что она всегда видна, в 5 веке, когда она была удалена от небесного полюса примерно на 8 градусов.

Малая Медвидица. Рисунок из атласа созвездий Яна Гевелия

Название Полярная звезда было закреплено за α Малой Медведицы, по крайней мере, с 16-го века, хотя в то время она была в нескольких градусах от небесного полюса. Реньер Фризиус определил это расстояние как 3 градуса и 7 угловых минут в 1547 году.

Прецессия равноденствий занимает около 25770 лет. α Малой Медведицы (с учетом прецессии и собственного движения) достигнет максимального склонения в 89 ° 32’23 » или 0,4603 ° от небесного северного полюса, в феврале 2102. Ее максимальное склонение (с учетом нутации и аберрации) будет +89 ° 32’50 .62 «или 0,4526 ° от небесного северного полюса, 24 марта 2100.

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

Йота Цефея станет Полярной спустя некоторое время, примерно, в 5200 году нашей эры.

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

Альфа Лиры или Вега как Полярная станет примерно в 14000 году н.э. и будет находиться всего в 4 градусов от Северного полюса.

α Малой Медведицы снова станет Полярной в 27800 году нашей эры, в связи с собственным движением оно будет находиться дальше от полюса, чем сейчас, а в 23 600 году до н.э. она была ближе к полюсу чем сейчас.

α Малой Медведицы в древней мифологии

В древней Греции навигаторы называли Полярную звезду Kynosoura — Киносура, это означало «Хвост Собаки». Позже, данное имя вошло в обиход у англичан как Полярная звезда, что в вольном переводе значит «Объект, которому уделяют внимание и восхищение»

Бытует весьма любопытная гипотеза о происхождении имени Киносура. Если верить Аллену и другим ученым, которые исследовали звездные имена, так в древности называлось созвездие Малой Медведицы.

Легенды

Малая Медведица

По одной из версий мифа о рождении Зевса, младенца-бога в пещере кормили некоторое время две медведицы — Киносура и Гелика, они позже были отправлены на небо в знак благодарности Зевсом. Киносура стала Малой Медведицей, Гелика – Большой. Чуть позже это название прижилось только к Полярной звезде. Поэтому к этой легенде возникает вопрос: откуда у медведицы появилось такое имя?

Большая Медведица

В древности арабы полагали, что Полярная это не что иное, как своеобразное отверстие в небе. У них существовала легенда, в которой одна злая звезда (Аль Киблах) смогла убить Воина Неба, и в результате он будет вечно лежать в огромном гробу, который в общих чертах напоминает рисунок созвездий Большой и Малой Медведиц. Остальные звезды, в знак уважения перед павшим героем, всегда будет медленно плыть в ночном небе.

Часто задаваемые вопросы

Комета C/2011 L4 Panstarrs и Полярная звезда

Несмотря на то, что Полярная звезда в Малой Медведице описана очень подробно, у некоторых читателей могут возникнуть вопросы, где она находится и как по ней ориентироваться или в состав какого созвездия входит, мы постараемся ответить на самые распространённые из них.

  • К какому созвездию принадлежит Полярная звезда? К созвездию Малой Медведицы.
  • В какой части ковша малой медведицы она находится? На конце, так называемой “ручки” “ковша”.
  • Где не видна Полярная звезда? В южном полушарии, но на нулевой широте экватора,  из-за дифракции (преломления света) атмосферы ее можно увидеть.
  • Будет ли видна Полярная звезда на Марсе? Будет, но указывать на Северный полюс Марса не будет, у него другие звезды указывают на направление вращения планеты. А все из-за разного с нашей планетой угла оси вращения.
Ночное небо Марса, снимок марсохода Curiosity
  • Движется ли она? Как и у всех звезд у нее есть свой вектор движения, и анализ направлений движения соседних звезд позволяет предположить, что не так давно (по космическим меркам) альфа Малой Медведицы находилась в небольшом газовом облаке, где и образовалась (например, как Плеяды).
  • Указывает ли Полярная звезда на магнитный полюс Земли? Нет, магнитный полюс Земли не совпадает с осью ее вращения.
  • Почему она моргает? Как и другие звезды, ее мы наблюдаем сквозь толщину Земной атмосферы, которая неоднородна и имеет различные слои, которые мало того, что движутся в разных направлениях, так еще и нагреты неодинаково. Из-за этих особенностей, атмосфера по разному преломляет свет звезды, которая, по сути, для нас как “точка”. Поэтому мерцание усиливается к горизонту, где свету звезды необходимо пройти сквозь более толстый слой атмосферы.
  • Почему Полярная никогда не заходит? Для жителей Северного полушария это действительно так, все из-за того, что ось вращения Земли совпадает с положением Полярной на небосклоне.
  • Почему она является ориентиром для путешественников? Из-за того, что с ее помощью всегда можно определить стороны света.
  • Почему Полярная всегда находится для нас на одном месте? Из-за того, что находится в точке проекции оси вращения нашей планеты.
  • Почему она почти не меняет своего положения относительно горизонта? Ответ смотри в предыдущем вопросе.
  • Под каким углом к горизонту она видна в Москве? Чтобы это узнать, необходимо посмотреть широту Москвы, т.к. ее широта 55,75 градуса, то это и будет угол, под которым видна Полярная.
  • Если Полярная звезда справа, то направление куда указывает? На Запад.
  • Вращается ли Полярная звезда? Все звезды вращаются вокруг оси вращения Земли (на самом деле они неподвижны, это Земля вращается вокруг оси, но мы с поверхности воспринимаем это по-другому). Если сфотографировать небо на “длинной” выдержке? То светила будут оставлять след на снимке в виде дуги, причем у Полярной будет самая короткая дуга.

Полная версия: http://spacegid.com/polyarnaya-zvezda.html

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.