Что такое полярная звезда и где она находится
Как найти Полярную звезду на небе
Полярная звезда указывает на северный полюс мира и находится в созвездии Малая Медведица, в её хвосте, она самая крайняя. Найти Полярную звезду на небе можно по созвездию Большой Медведицы, которое гораздо заметнее и известно многим.
Знать, как найти Полярную звезду на небе, всегда полезно, ведь это одна из основ ориентирования на местности. Найдя её, можно точно узнать, где находится север, следовательно, и другие стороны света. В астрономии полярная звезда используется для настройки монтировки экваториального типа, ведь она остаётся неподвижной на небе при суточном вращении Земли.
Кроме того, Полярная звезда – одна из самых известных, просто в силу своего особого положения. Про неё полезно рассказать своим детям, найти и показать её на небе. Многие дети слышали про неё, но не знают, где она находится, так что это будет полезным для расширения знаний.
Как найти Полярную звезду на небе
Проще всего найти Полярную звезду с помощью Большой Медведицы. Её заметный ковш хорошо заметен на небе в северном полушарии в любое время года. Но учтите, что в течении года созвездия меняют положение, ведь небесная сфера вращается против часовой стрелки. Поэтому Большая Медведица зимой находится около горизонта, весной стоит «на хвосте» к востоку, поздней весной находится практически в зените, а летом начинает опускаться вниз на западе.
Малая Медведица, хотя и тоже выглядит в виде ковша, но эта фигура не такая заметная, да и звёзды в ней не такие яркие. Именно поэтому всегда проще отыскать сначала Большую Медведицу.
Полярную звезду после этого найти очень просто – достаточно провести воображаемую линию через две крайние звезды ковша Большой Медведицы и продолжить её дальше. Примерно на пятикратном расстоянии этой линии как раз и будет находиться Полярная звезда.
Как найти Полярную звезду на небе с помощью Большой Медведицы.
Неподалёку находится еще одно очень заметное созвездие – Кассиопея, в виде большой буквы W. Иногда именно это созвездие, благодаря своей интересной форме, первым попадается на глаза, а затем уже легко найти и Большую Медведицу.
Почему Полярная звезда так известна
Найдя Полярную звезду на небе впервые, вы наверняка будете разочарованы – она ничем не отличается от сотен и тысяч других. Многие почему-то думают, что она выглядит как-то по-особенному – ярче других или имеет другой цвет. Нет, это вполне заурядная звезда с яркостью +1.97m, по этому параметру занимающая скромное 50-е место в списке ярких звёзд.
Знаменита она совсем из-за другого. Она находится вблизи полюса мира, то есть практически точно указывает направление на север – отклонение составляет менее 1 градуса. Именно благодаря Полярной звезде веками люди находили путь по суше и по морю, прокладывая свои маршруты.
Ориентирование по Полярной звезде.
По этой звезде можно не только точно выяснить, где находится север, но и определить свою широту. Для этого достаточно измерить высоту полярной звезды над горизонтом – этот угол в градусах и будет широтой места наблюдения. Этим веками пользовались мореплаватели и путешественники всего мира. Поэтому Полярную звезду называли еще и путеводной – она указывает правильный путь, не даёт заблудиться.
Полярная звезда находится в направлении Северного полюса мира.
При суточном вращении Земли все звёзды за сутки совершают на небе полный оборот. И только Полярная звезда остаётся на месте. Потому что она находится точно в том месте, через которое проходит ось север-юг, вокруг которой и происходит вращение небесной сферы.
Такой снимок можно сделать с большой выдержкой. На нём каждая звезда оставляет след — трек, при движении по небу. А Полярная звезда — в центре, она не перемещается.
Поэтому Полярная звезда, несмотря на свою невзрачность, занимает особое положение и имеет особую важность. Кстати, в южном полушарии нет ни одной более-менее яркой звезды, близкой к южному полюсу мира. Так что жителям северного полушария в этом плане повезло – у них есть надёжный ориентир на небе.
Всегда ли Полярная звезда будет полярной
Со временем полярная ось Земли совершает прецессию, то есть она перемещается по кругу с радиусом в 23 градуса и смещается на 1.397 градуса за 100 лет. Поэтому в направлении Северного полюса периодически оказываются разные звёзды. Сейчас к нему ближе всего Полярная звезда, но так было и будет не всегда.
Даже сейчас Полярная звезда не находится точно в точке полюса – отклонение небольшое, меньше градуса, но всё-таки есть. В 2102 году это отклонение сократится всего до 27 угловых минут – это будет самое близкое к полюсу положение Полярной звезды. Затем она начнёт постепенно от него удаляться.
Прецессия земной оси. Иллюстрация из Википедии.
5000 лет назад полярной звездой была альфа Драконе – Тубан. А через 12000 лет полярной звездой станет Вега – одна из самых ярких звёзд на небе.
Что собой представляет Полярная звезда
Теперь, когда вы знаете, как найти Полярную звезду на небе, вам, наверное, интересно, что же представляет из себя эта невзрачная, но очень полезная звёздочка. На самом деле это очень интересный и необычный мир. Если бы вы туда попали, то поразились бы происходящему в системе Полярной звезды.
Начнём с того, что расстояние до неё составляет 447 световых лет. Свет, который вы видите, смотря на Полярную звезду, покинул её во второй половине XVI века. Напомним, что в то время турецкие войска захватывали остров Кипр, Христофор Колумб только недавно открыл Америку, и первые колонизаторы начали покорять её побережье. Ермак лишь через несколько лет отправится покорять Сибирь, Русь воюет вовсю на разных фронтах, а во Франции как раз случилась известная резня под названием Варфоломеевская ночь. Вы видите свет, который родился в недрах Полярной звезды именно в те смутные времена.
Полярная звезда – тройная система. Главный компонент – сверхгигант, в 2000 раз ярче Солнца и примерно в 6.5 раз тяжелее, а по размеру больше его в 50 раз! Это молодая звезда, возрастом всего в 55-65 миллионов лет. Она называется Полярная А.
Всего лишь в 18.5 астрономических единицах от этого сверхгиганта находится еще одна звезда, которая тяжелее Солнца всего в 1.26 раз. Она вращается около главной звезды за 30 лет. Из-за их близости сделать снимок этой пары звёзд удалось лишь с помощью космического телескопа «Хаббл».
Еще дальше – на расстоянии в 2400 а.е. от главной звезды, находится еще одна – Полярная B, которая массивнее Солнца в 1.39 раз. Она делает оборот по орбите за 100000 лет. Её можно увидеть в любительский телескоп.
Система Полярной звезды.
Но и это еще не всё. Полярная звезда, а точнее, её главный компонент – сверхгигант, относится к переменным звёздам типа цефеид, то есть пульсирующим. Но и цефеида эта особенная, не похожая на другие – иногда её пульсации затихают, а потом снова возобновляются. Она становится то ярче, то слабее, в течении нескольких десятков лет. Причём это самая близкая к нам цефеида.
Так что Полярная звезда весьма странная. Это система из трёх физически связанных звёзд, каждая из которых больше Солнца, а одна и вовсе пульсирующий сверхгигант.
Теперь вы знаете не только как найти Полярную звезду на небе, но и что она из себя представляет. Обязательно найдите её и вспомните всё, что прочли здесь об этом любопытном объекте космоса. И обязательно покажите её своим детям.
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
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».