Полярная звезда — навигационная звезда северного неба¶

Полярная звезда (α Малой Медведицы, Полaris, α UMi) — двойная звезда главной последовательности спектрального класса F7Ib в созвездии Малой Медведицы, расположенная вблизи северного полюса мира. Ввиду близкого положения к полюсу она вращается вместе с небосводом практически на месте, служа ориентиром для определения направления на север и высоты места наблюдения. В XXI веке Полярная звезда остаётся самой яркой звездой в районе северного полюса мира, хотя её положение не является постоянным на астрономических масштабах времени.

¶Физические характеристики

Полярная звезда — тройная звёздная система. Главный компонент (α UMi A) — сверхгигант или яркий гигант спектрального класса F7Ib с видимой звёздной величиной около 1,98m, что делает его 48-й по яркости звездой неба. Масса главного компонента оценивается примерно в 5,4 массы Солнца, светимость превышает солнечную в сотни раз. Возраст системы оценивается в 60—70 млн лет.

Полярная звезда является цефеидой — пульсирующей переменной звездой с периодом около 3,97 суток и переменностью блеска примерно на 0,05 звёздной величины. Эта цефеидная природа делает Полярную звезду важным объектом для калибровки шкалы расстояний: она служит «стандартной свечой», позволяющей проверять соотношение период — светимость.

Компоненты B и C — слабые звёзды, расположенные на угловых расстояниях 18" и 2,4" от главного компонента соответственно. Компонент B — жёлтая звезда главной последовательности, компонент C (Polaris Ab) — жёлтый карлик спектрального класса G2, вращающийся вокруг главного компонента с периодом около 30 лет.

¶Положение на небе и прецессия

Северный полюс мира — точка, вокруг которой вращается небесная сфера — в настоящее время расположен на расстоянии около 0,7° от Полярной звезды, что составляет примерно одну лунную ширину. Благодаря этому Полярная звезда визуально неподвижна в течение суток, а все остальные звёзды северного полушария описывают вокруг неё окружности.

Положение полюса мира не постоянно: из-за прецессии земной оси (полного оборота за ~25 772 года) полюс описывает на небе окружность радиусом около 23°. Поэтому в разные эпохи небесным полюсам служили разные звёзды:

Наиболее близко к полюсу мира Полярная звезда подойдёт около 2100 года, когда расстояние до полюса составит примерно 0,4°.

¶Определение широты

Полярная звезда традиционно используется для определения географической широты. Высота Полярной звезды над горизонтом приблизительно равна широте места наблюдения. Более точный результат получается с поправкой на расстояние α UMi от полюса мира и на параллакс (рефракцию). Метод применялся мореплавателями с XVI века, а в XVIII—XIX веках стал основным способом определения широты в морских экспедициях.

¶История наблюдений

Полярная звезда была известна ещё в античности. Птолемей в «Альмагесте» (II век н. э.) описал её как «полярную» (πολική). В эпоху раннего Средневековья арабские астрономы называли её аль-кукаб аль-шамали («северная звезда»). В XVI веке Николай Коперник впервые указал, что Полярная звезда — двойная, обнаружив близкого спутника в телескоп.

В 1822—1823 годах Фридрих Бессель измерил годичное параллаксическое смещение Полярной звезды, получив первое достоверное измерение расстояния до звезды — около 300 световых лет (современное значение — около 447 световых лет). Это стало важным подтверждением того, что звёзды — далёкие солнца, а не ближние объекты.

¶Культурное значение

Полярная звезда традиционно считалась символом постоянства и ориентира. В русской культуре выражение «держаться как Полярная звезда» означает непоколебимость. В масонской символике Полярная звезда изображается в виде утренней звезды и ассоциируется с Великим Архитектором Вселенной.

В астрономии термин «полярная звезда» применяется не только к α Малой Медведицы: в южном полушарии роль ориентира выполняет Сигма Кормы (σ Carinae), а в будущем этой функцией обладают другие звёзды в зависимости от эпохи.

¶Интересные факты

• Свет, наблюдаемый от Полярной звезды, покинул её примерно в 1570-х годах, то есть во времена Ивана Грозного.
• Полярная звезда — одна из немногих звёзд, видимых невооружённым глазом, которая является цефеидой.
• В 2006 году спутник WMAP уточнил расстояние до системы — около 433 световых лет.
• Полярная звезда служит ориентиром для навигации не только на Земле: направление на неё использовалось при планировании полётов космических аппаратов.

Источники:

• Бурба Г. А. «Астрономический календарь. Постоянная часть»
• Кулаков Л. Н. «Курс общей астрономии»
• Астрономический атлас (Большая Российская энциклопедия)
• Статья «Polaris» в The Bright Star Catalogue
• Материалы NASA и ESA о звёздной системе α Малой Медведицы