Полярная звезда

• Звезды

Полярная звезда, или Альфа Малой Медведицы (α UMi), — это яркая переменная звезда в созвездии Малой Медведицы, которая находится на расстоянии около 434 световых лет от Земли. Она является ближайшей к нам цефеидой — классом пульсирующих переменных звёзд, которые играют важную роль в определении расстояний во Вселенной.

Основные характеристики:

• Спектральный класс: F7Ib (сверхгигант)
• Масса: примерно 5,4 массы Солнца
• Радиус: около 46 радиусов Солнца
• Светимость: более чем 2500 раз превышает солнечную
• Период пульсации: около 4 дня
• Температура поверхности: около 6 000 К

Роль Полярной звезды

Ориентир на небе

Полярная звезда известна как географический ориентир, так как она расположена почти точно над Северным полюсом мира, то есть вблизи точки пересечения оси вращения Земли с небесной сферой. Это делает её незаменимым инструментом для навигации в Северном полушарии.

Примечание: несмотря на популярное мнение, Полярная звезда не самая яркая звезда на небе — она занимает всего 48-е место по видимой яркости, но именно её положение делает её уникальной.

Навигация и география

Измеряя высоту Полярной звезды над горизонтом, можно определить широту местоположения наблюдателя. Например:

• На Северном полюсе она будет находиться в зените;
• На экваторе — на горизонте;
• Чем южнее широта, тем ниже звезда будет находиться над горизонтом, пока совсем не исчезнет из поля зрения.

В отличие от магнитного компаса, который указывает на магнитный полюс, Полярная звезда указывает на географический север, что делает её особенно точным ориентиром при выживании, путешествиях и астрономических наблюдениях.

Особенности и строение

Цефеида

Полярная звезда принадлежит к типу цефеид — переменных звёзд, чья яркость меняется со временем. Её пульсации происходят каждые 3,97 дней, хотя изменения эти очень малы и почти незаметны невооружённым глазом.

Однако исследования показывают, что амплитуда изменений яркости уменьшается с течением времени, что может быть связано с эволюцией звезды.

Тройная система

Полярная звезда — не одиночная, а часть тройной системы:

1. α UMi Aa (Полярная Аа) — главная звезда, сверхгигант.
2. α UMi Ab — спутник, обращающийся вокруг Полярной на расстоянии 18,8 астрономических единиц.
3. α UMi B — более удалённый спутник, находится на расстоянии 2400 а.е. от основной звезды.
4. Есть также два других объекта — α UMi C и D, но они считаются гравитационно слабосвязанными.

Звезда α UMi B была впервые замечена Уильямом Гершелем ещё в 1780 году, тогда как α UMi Ab был обнаружен лишь в 1929 году, а окончательно подтверждён в 2006 году благодаря наблюдениям с телескопа Хаббл.

История и значение

Как Полярная звезда менялась со временем

Благодаря прецессии земной оси, Полярная звезда не всегда была «полярной»:

Сейчас Полярная звезда приближается к истинному положению полюса и станет ближе всего к нему в 2100 году — на расстояние всего 27 угловых минут, что меньше диаметра Луны на небе.

Как найти Полярную звезду?

По Большой Медведице

Самый простой способ — использовать «ковш» созвездия Большой Медведицы:

• Найдите две крайние звезды «ковша» — Дубхе и Мерак.
• Мысленно проведите линию через них и продолжите её на пять длин между этими двумя звёздами.
• Вы попадёте в область, где находится Полярная звезда.

По Кассиопее

Если Большая Медведица скрыта за горизонтом, можно воспользоваться созвездием Кассиопеи, которое имеет форму буквы «W» или «M». От одной из её вершин проведите линию, которая направлена к Малой Медведице, где и находится Полярная.

Мифология и культура

Множество имён

Полярная звезда имеет множество названий в разных культурах:

• Киносура (древнегреч.) — «собачий хвост», позже стали говорить о «хвосте Малой Медведицы».
• Привязанный конь (хакасский фольклор) — символ неподвижности.
• Дыра в небе (эвенки).
• Северная звезда — общее название в русской и других европейских традициях.

Легенды и верования

• В древнегреческой мифологии считалось, что Полярная — одна из Гиперборейских звёзд, связанных с легендарной страной Бореей.
• У эскимосов Аляски Полярная звезда — это окно в небесный дом предков.
• В русской традиции её называли Северной, иногда — Нордовой.
• В средневековой Европе Полярная звезда играла роль путеводителя для мореплавателей и путешественников.

Интересные факты

• Полярная звезда — не самая яркая, но очень стабильная и легко узнаваемая.
• Она медленно меняет свою яркость, что делает её интересным объектом для наблюдения.
• Её форма искажена быстрым вращением — она немного сплюснута у полюсов и выпукла у экватора.
• Не все данные о расстоянии до звезды совпадают: спутник Hipparcos указывает на 434 световых года, а некоторые исследования (например, Тернера) предполагают 323 световых года.
• Цефеиды — ключевые объекты для измерения расстояния во Вселенной, поэтому Полярная звезда — особенный объект для астрономов.

Эволюция звезды

Полярная звезда прошла несколько этапов эволюции:

• Когда-то она была горячей голубой звездой спектрального класса B, как Ригель или Спи́ка.
• Сейчас — жёлто-белый сверхгигант, что говорит о её переходе от активного термоядерного синтеза водорода к более сложным реакциям.
• В будущем, возможно, она станет красным сверхгигантом, а затем закончит свою жизнь как сверхновая, оставив после себя нейтронную звезду или чёрную дыру.

Современные исследования

Современные учёные используют Полярную звезду для проверки теорий о цефеидах, их массе, светимости и поведении. Благодаря её относительной близости и яркости, эта звезда стала эталоном для многих астрономических методов.

Исследования с помощью телескопа БТА

В работе принимали участие специалисты из России и Канады. Они использовали 6-метровый телескоп БТА (САО РАН), чтобы провести анализ спектра и уточнить параметры звезды. Эти данные могут повлиять на понимание масштабов Вселенной и скорости её расширения.

Почему Полярная звезда не всегда будет полярной?

Из-за явления, называемого прецессией, земная ось медленно «вращается» в пространстве, как ось гироскопа. Полный оборот происходит за 25 800 лет.

Поэтому:

• В 2100 году Полярная будет ближе всего к полюсу мира — всего 0°44′ (угловых минут) от него.
• Через 13 тысяч лет её сменит Вега из созвездия Лиры.
• А более 20 тысяч лет назад полярной была звезда Альтаир.

Это означает, что Полярная звезда — лишь временная ориентир, хотя и один из самых точных.

Как выглядит созвездие Малой Медведицы?

Созвездие Малой Медведицы, в котором находится Полярная звезда, состоит из семи основных звёзд, образующих «Малый Ковш». Он похож на меньшего брата Большого Ковша, но гораздо менее заметен, так как остальные звёзды этого созвездия имеют низкую яркость.

Полярная звезда находится на конце «ручки» Малого Ковша и кажется немного желтоватой, в отличие от белых и голубых звёзд, таких как Вега или Сириус.

Значение Полярной звезды в истории

Полярная звезда сыграла важную роль в развитии морской навигации, особенно в эпоху Великих географических открытий. Её использование позволило кораблям сохранять курс в открытом океане.

Кроме того, Полярная звезда использовалась древними астрономами для создания первых звездных карт, календарей и систем координат.