Полярная звезда – факты и информация о Северной звезде

Приветствую, друзья!

Сегодня мы поговорим о Полярной звезде — что это такое, где она находится, факты и разнообразная информация о звезде.

Полярная звезда, Альфа Малой Медведицы (α UMi), широко известная как Северная звезда, является ближайшей относительно яркой звездой к северному полюсу мира.

Она находится на расстоянии от 323 до 433 световых лет (от 99 до 133 парсеков) от Земли и имеет видимую звездную величину от 1,86 до 2,13.

Она классифицируется как классическая переменная цефеид I Популяции (богатая металлами) и является ближайшей к Земле звездой такого типа.

Полярная звезда легко видна невооруженным глазом, но не отличается исключительной яркостью.

Это самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы, но лишь 48-я по яркости звезда на небе.

Но это, однако, не означает, что она не особенно светится.

Будучи желтым сверхгигантом, звезда огромна и кажется тусклой только из-за большого расстояния от Земли.

Звездная система

Полярная звезда — тройная звездная система, состоящая из желтого сверхгиганта Полярис Аа и двух белых (спектральный класс F) звезд главной последовательности, Полярис Ab и Полярис B.

Полярная звезда Aa и Ab находятся на близкой орбите друг друга, а Полярная звезда B вращается вокруг пары.

Полярная звезда Аа имеет спектральную классификацию F7Ib.

Это звезда-сверхгигант с массой 5,4 Солнца и радиусом в 37,5 раз больше Солнца.

Она в 1260 раз ярче Солнца с температурой поверхности около 6000 К.

Это была первая переменная звезда своего типа, масса которой была рассчитана по ее орбите.

В 1929 году исследование спектра звезды показало, что Полярная звезда на самом деле представляет собой две звезды, вращающиеся на узкой орбите, что подтвердило более раннюю теорию о том, что основным компонентом является двойная звезда.

Полярная звезда Аа — цефеида с низкой амплитудой, и, будучи ближайшей к Земле такой звездой, она часто является объектом изучения.

Цефеиды важны в астрономии, поскольку используются в качестве стандартных свечей – объектов с известной светимостью – для измерения расстояний.

Что касается классических цефеид, астрономы используют соотношение между их периодами и светимостью для определения расстояний до объектов как внутри Млечного Пути, так и за пределами нашей галактики.

Цефеиды были решающим фактором, который помог американскому астроному Эдвину Хабблу (Edwin Hubble) доказать, что Галактика Андромеда (Мессье 31) была не туманностью внутри Млечного Пути, как считалось ранее, а внешней галактикой.

Классические цефеиды или цефеиды I Популяции обычно представляют собой яркие гиганты или звезды-сверхгиганты малой светимости с массами от 4 до 20 солнечных, от 1000 до 50 000 солнечной светимости и от нескольких десятков до нескольких сотен солнечных радиусов.

Они имеют спектральную классификацию F6 – K2.

Это пульсирующие переменные звезды, температура, радиус и спектральный класс которых меняются по мере пульсации.

Их яркость меняется от нескольких десятых звездной величины до 2 звездных величин.

Эти звезды имеют четко выраженную зависимость периода от светимости — чем дольше период пульсации, тем они светлее.

Астрономы подозревали, что главная звезда в системе Полярис является переменной с 1852 года, но ее переменность не была подтверждена до 1911 года, когда датский астроном Эйнар Герцшпрунг (Ejnar Hertzsprung) продемонстрировал ее.

В 1913 году Герцшпрунг определил расстояния до нескольких таких звезд, используя параллакс.

И его работа, и работа Эдвина Хаббла основывались на открытии американским астрономом Генриеттой Ливитт (Henrietta Leavitt) зависимости периода и светимости в 1908 году.

В то время Ливитт исследовала переменные звезды в Магеллановых облаках и опубликовала свои результаты в 1912 году.

Полярис меняет яркость от 1,86 до 2,13 звездной величины, но амплитуда уже не та, что была на момент открытия.

До 1963 года она составляла более 0,1 звездной величины и медленно уменьшалась до 1966 года, когда она резко снизилась до менее 0,05 звездной величины.

С тех пор амплитуда менялась непредсказуемо, но оставалась близкой к этим значениям.

В статье, опубликованной в 2008 году, сообщается, что она снова увеличивается, что является беспрецедентным явлением для звезд такого типа.

Период Полярной звезды Аа составляет около четырех дней, но и этот период не остался прежним.

Астрономы заметили постепенное увеличение примерно на 4-5 секунд в год с перерывом между 1963 и 1965 годами.

Температура звезды меняется лишь незначительно по мере пульсации звезды, но само изменение неустойчиво: от 50 К до 170 К и более.

Астрономы предположили, что непредсказуемость может быть связана с орбитой звезды, находящейся рядом с Полярной Аб.

Полярная звезда Ab вращается вокруг главной звезды на расстоянии 18,8 астрономических единиц, что примерно равно расстоянию между Солнцем и Ураном.

Она принадлежит к спектральному классу F6V, что указывает на белого карлика главной последовательности.

Ее масса составляет 1,26 солнечных, а радиус в 1,04 раза больше солнечного. Она в три раза ярче Солнца.

Полярная звезда B вращается вокруг главной пары на расстоянии 2400 астрономических единиц.

Это звезда главной последовательности спектрального класса F3V с массой Солнца 1,39 и радиусом Солнца 1,38.

Ее светимость составляет 3,9 солнечных, а расчетная температура поверхности составляет 6900 К.

Полярная звезда B была открыта британским астрономом немецкого происхождения Уильямом Гершелем (William Herschel) в августе 1779 года с помощью телескопа-рефлектора.

Звезду можно наблюдать даже в телескопы скромных размеров.

Одно время астрономы полагали, что в системе есть еще две, более далекие звезды, обозначенные как Полярная C и Полярная D, но позже было обнаружено, что эти звезды физически не связаны с тремя компонентами системы Полярис.

В январе 2006 года на изображениях, полученных космическим телескопом «Хаббл», были показаны все три члена звездной системы Полярис.

Это был первый раз, когда близкие спутника видели напрямую.

Северная звезда

Полярная звезда не отмечает точного местоположения северного полюса мира, но находится очень близко к нему.

Она расположена на линии северной оси вращения Земли, почти прямо над Северным полюсом, и для гипотетических наблюдателей на полюсе звезда будет находиться прямо над головой.

Поскольку ось вращения направлена почти прямо на звезду, Полярная звезда не восходит и не заходит для северных наблюдателей.

Поскольку она находится так близко к северному полюсу мира, она кажется неподвижной на небе, а другие звезды движутся по кругу вокруг нее.

Это делает Полярную звезду очень полезной в навигации и астрометрии.

Полярная звезда в настоящее время приближается к северному полюсу мира.

Максимальное сближение произойдет 24 марта 2100 г. (при склонении +89°32’50,62»), а затем начнет медленно удаляться.

Видимое движение звезды является результатом осевой прецессии Земли (прецессии равноденствий), медленного изменения ориентации оси вращения Земли.

Постепенный сдвиг происходит в цикле около 25 772 лет и, как следствие, меняются и полярные звезды.

Полярная звезда в настоящее время является ближайшей видимой звездой к северному полюсу мира, но она не останется Полярной звездой навсегда, так же как Сигма Октантис (Sigma Octantis — Полярная звезда юга) не будет навсегда маркером истинного юга.

Полярная звезда заняла место Полярной звезды у Кохаба (Kochab), Беты Малой Медведицы, около 500 года нашей эры.

Кохаб, вторая по яркости звезда Малой Медведицы (Ursa Minor) и самая яркая звезда в чаше Малого Ковша (Little Dipper), носила этот титул с 1500 г. до н. э. по 100 г. н. э.

Сегодня Кохаб и Феркад (Pherkad), Гамма Малой Медведицы, известны как Стражи Полюса.

Две звезды отмечают внешний край чаши Малой Медведицы и, по-видимому, вращаются вокруг Полярной звезды и северного небесного полюса.

В поздней античности полюс находился на таком же угловом расстоянии от Полярной звезды, как и от Кохаба, и это было время, когда Полярная звезда, более яркая из двух, начала приобретать более важное значение как навигационная звезда.

В древности, до того как Полярная звезда стала ближайшей к полюсу видимой звездой, для навигации использовалось все созвездие Малой Медведицы.

Полярная звезда сместилась на несколько градусов от полюса в раннем средневековье, и именно тогда ее начали называть «полярной звездой».

На смену Полярису придет Эррай (Errai), Гамма Цефея.

Примерно в 3000 году полюс окажется на полпути между Полярной звездой и Эрраи, а около 4200 года Эррай достигнет ближайшей к полюсу точки.

Из всех северных звезд Полярная звезда является второй по близости к полюсу.

Единственная звезда, которая точнее, чем полярная звезда, указывает истинный север — это Тубан (Thuban), Альфа Дракона.

Тубан находится в пределах 0,2° от полюса, а Полярная звезда — в пределах 0,5°.

Однако Тубан значительно тусклее со звездной величиной 3,65, что делало его немного менее полезным в качестве маркера, когда он был Полярной звездой с 4 по 2 тысячелетия до нашей эры.

Самая яркая из северных звезд, Вега (Vega), имеет видимую звездную величину 0,026, но находится всего в пределах 5° от полюса.

Помимо Полярной звезды, Эррай (Альраи), Веги, Тубана и Кохаба, звездами, которые служат индикаторами истинного севера или ближнего севера, являются Йота и Бета Цефеи, носящие название Полярной звезды, Альдерамин (Alderamin, Альфа Цефеи), Денеб (Deneb, Альфа Лебедя), Фаварис (Fawaris, Дельта Лебедя), Йота Геркулеса, Тау Геркулеса, Эдасич (Edasich, Йота Дракона) и Каппа Дракона, которая разделяет время с Кохабом.

Полярис снова станет Полярной звездой примерно в 27800 году, но она не будет так близка к полюсу, как сейчас или когда она имела этот титул около 23600 года до н. э., и подошла к полюсу даже ближе, чем сейчас.

Факты о Полярной звезде

Близость Полярной звезды к северному полюсу мира на небе означает, что ее расстояние от горизонта соответствует широте наблюдателя.

Для наблюдателей на Северном полюсе звезда находится прямо над головой, и чем южнее находится наблюдатель, тем ближе звезда к северному горизонту.

Например, наблюдатели в Нью-Йорке могут видеть ее на высоте 41 градуса над горизонтом, поскольку город расположен на 41° северной широты.

Полярная звезда окружена небольшим полукругом из тусклых звезд, известным как Обручальное кольцо.

Полярная звезда — это бриллиант в кольце, образованный примерно 10 более яркими и несколькими более тусклыми звездами, которые можно увидеть в небольшой телескоп.

Звезды, образующие астеризм, принадлежат либо Малой Медведице, либо соседнему созвездию Цефея (Cepheus).

Расстояние до Полярной звезды все еще остается неопределенным.

Пересмотренный параллакс, полученный по данным спутника Hipparcos, дает расстояние в 433 световых года, но более старые оценки немного ближе.

Недавние исследования, основанные на спектральном анализе, также показывают, что звезда может находиться на расстоянии 323 световых лет (99 парсеков).

Точность данных, собранных спутником Hipparcos в 1989 и 1993 годах, была поставлена под сомнение в случаях переменных цефеид в двойных звездных системах.

Несмотря на то, что данные были повторно изучены и подтверждены, до сих пор не существует единого значения, которое было бы широко принято.

Более поздняя астрометрическая миссия, запущенная в 2013 году космической обсерваторией Гайя, преемницей Hipparcos, первоначально ограничивалась звездами тусклее 5,7 звездной величины, но оказалась эффективной даже со звездами 3-й звездной величины.

В выпуске данных Gaia Data Release 2 не указан параллакс для Alpha UMi A, но полученная на его основе оценка расстояния составляет 136,6 ± 0,5 парсека (443,57 световых лет) для Alpha UMi B.

По оценкам, звезда находится дальше, чем предыдущие, но значительно точнее.

Исследования, проведенные за последние два десятилетия, показывают, что Полярная звезда сегодня в 4,6 раза ярче, чем в то время, когда ее наблюдал Птолемей (137 г. н. э.).

Команда ученых начала наблюдать за звездой в 1999 году и обнаружила, что после достижения минимума амплитуда пульсаций звезды снова увеличивается.

Изучая исторические записи, они обнаружили, что чем дальше назад, тем тусклее звезда.

Цефеиды были очень важны в течение очень долгого времени, поскольку их консистенция позволяет астрономам использовать их в качестве стандартных свечей.

Однако Полярная звезда — не единственная звезда этого типа, демонстрирующая неожиданные изменения своей яркости в долгосрочной перспективе.

Большинство из 15 других цефеид, включенных в исследование, показали аналогичные изменения, что указывает на то, что эти звезды более сложны, чем считалось ранее.

Название

Название Полярная звезда является сокращением от «stella Polaris», что по латыни означает «полярная звезда».

Название восходит к эпохе Возрождения, когда Полярная звезда находилась в нескольких градусах от северного полюса мира.

Голландский врач, географ и математик Гемма Фризиус (Gemma Frisius) в 1547 году упомянул эту звезду как «stella illa quae Polaris dicitur», или «звезду, которую называют «полярной»».

Он определил, что расстояние звезды от полюса составляет 3°7′.

Рабочая группа по названиям звезд (WGSN — Working Group on Star Names) Международного астрономического союза (МАС) 30 июня 2016 года официально утвердила название Полярная звезда для Альфа Малой Медведицы Аа.

На протяжении всей истории Полярная звезда была известна под многими другими именами.

Название звезды на древнеанглийском языке было «scip-steorra», или «корабельная звезда», а еще более древнее название было «lodestar», что означает «путеводная звезда».

Древнескандинавское имя «leiðarstjarna» и средневерхненемецкое «leitsterne» имеют один и тот же лингвистический корень.

В конце 13 века звезда стала известна как Стелла Марис, или «морская звезда».

К началу современного периода для звезды также использовалось имя Циносура (Cynosura).

Это старое название созвездия Малой Медведицы, происходящее от греческого «κυνόσουρα», что означает «собачий хвост».

В древности созвездие ассоциировалось с собакой, а не с медведем.

В индуистской пуранической литературе Полярная звезда была известна как Дхрува (Dhruva), что означает «неподвижный» или «фиксированный».

Старое арабское название звезды было Аль-Джудей (Al-Judeyy).

Название восходит к доисламской астрономии, еще до того, как Полярная звезда находилась так близко к полюсу, как сегодня.

Средневековые исламские астрономы знали звезду под несколькими разными именами: Мисмар (Mismar, «игла» или «гвоздь»), аль-кутб аш-шамалий (al-kutb al-shamaliyy, «северная ось») и аль-каукаб аш-шамалий (al-kaukab al-shamaliyy, «полярная звезда»).

На берберском языке туарегов в Северной Африке Полярная звезда известна как Татрит тан Тамасна (Tatrit tan Tamasna), или «звезда равнин».

Название отражает выдающуюся роль звезды в путешествии по великим пустыням.

Инуитское название Полярной звезды — Никиртсуитук (Niqirtsuituq).

Звезда изображена как на флаге инуитской территории Нунавута, самой северной территории Канады, так и на флаге Аляски, самого северного штата США.

Расположение

Полярную звезду довольно легко найти, поскольку она относительно яркая и является частью Малого Ковша, известного северного астеризма.

Однако, поскольку другие звезды, образующие Малый Ковш, слабее, чем Полярная звезда, и их нельзя увидеть из городских точек, для поиска Полярной звезды и истинного севера легче использовать звезды большего и яркого Большого Ковша (Big Dipper).

Дубхе (Dubhe, Альфа Большой Медведицы, магнитная величина 1,79) и Мерак (Merak, Бета Большой Медведицы, магнитная величина 2,37), две звезды на конце чаши Большой Медведицы, обычно используются для поиска звезды.

Они известны как Указательные звезды, потому что воображаемая линия, протянутая от Мерака через Дубхе, ведет прямо к Полярной звезде.

Расстояние от Дубхе до Полярной звезды примерно в пять раз превышает расстояние от Мерака до Дубхе.

Полярная звезда — самая яркая звезда в этом направлении.

Две другие относительно яркие звезды в этой области неба — Кохаб и Феркад (Pherkad), Стражи Полюса.

Указательные звезды всегда указывают на Полярную звезду, поскольку Большая Медведица продолжает вращаться вокруг нее.

Звездам Ковша требуется 23 часа 56 минут, чтобы совершить полный оборот вокруг звезды.

Созвездие

Полярная звезда — светило Малой Медведицы, отмечает кончик хвоста Малой Медведицы.

В астеризме Малого Ковша это звезда на конце ручки.

Малая Медведица — одно из греческих созвездий, легко узнаваемое по астеризму Малого Ковша в ясную темную ночь.

Это одно из самых маленьких созвездий, всего лишь 56-е по размеру.

Как и его соседи Цефей (Cepheus) и Дракон (Draco), а также Большая Медведица (Ursa Major), Малая Медведица расположена около полюса для северных наблюдателей, а это означает, что ее можно увидеть круглый год из мест к северу от экватора.

Малая Медведица не содержит особо ярких объектов глубокого космоса.

Известные галактики в созвездии включают Карлика Малой Медведицы (магнитная величина 11,9), карликовую сфероидальную галактику, открытую в 1955 году, спиральную галактику с перемычкой NGC 6217 (магнитная величина 11,2) и сверхгигантскую эллиптическую радиогалактику NGC 6251 (магнитная величина 14,3).

Лучшее время года для наблюдения за звездами и объектами глубокого космоса Малой Медведицы — июнь.

10 ярчайших звезд Малой Медведицы:

• Полярная звезда (Альфа UMi, магнитная величина 1,86 – 2,13);
• Кохаб (Бета UMi, магнитная величина 2,08);
• Феркад (Гамма UMi, магнитная величина 3,05);
• Эпсилон Малой Медведицы (магнитная величина 4,19);
• 5 Малой Медведицы (магнитная величина 4,253);
• Зета Малой Медведицы (магнитная величина 4,32);
• Йилдун (Дельта UMi, магнитная величина 4,36);
• RR Малой Медведицы (магнитная величина 4,44 – 4,85);
• 4 Малой Медведицы (магнитная величина 4,80);
• Эта Малой Медведицы (магнитная величина 4,95).

Полярис – Альфа Малой Медведицы

Альфа Малой Медведицы Аа

Альфа Малой Медведицы Ab

Альфа Малой Медведицы B

Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.

До скорых встреч! Заходите!

Похожие записи

Красный карлик: самый крутой, самый маленький и последний сияющий

Как образуются звезды? Простое руководство для начинающих

Типы звезд: классификация, размер и жизненный цикл

Звезда Маркаб – Альфа Пегаса: особенности и факты