Поля́рная звезда́ (лат. Stella Polaris), Альфа Ма́лой Медве́дицы (лат. α Ursae Minoris, α UMi), уст. Кол, Прикол, Прикол-звезда[2] — звезда видимой звёздной величины +2,0m в созвездии Малой Медведицы. Расположена вблизи Северного полюса мира. Это жёлтый сверхгигант спектрального класса F7Ib. Расстояние до Земли — 447 ± 1,6 световых лет (137,14+0,53
−0,52
парсека)[3][4].

α Малой Медведицы
Звезда
Полярная звезда. Вид с HST. NASA photo

Полярная звезда. Вид с HST.

NASA photo
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Прямое восхождение 02ч 31м 48,70с
Склонение +89° 15′ 51,00″
Расстояние 447 св. лет (137 пк)
Видимая звёздная величина (V) 1,97
Созвездие Малая Медведица
Астрометрия
Лучевая скорость (Rv) −17 км/c
Собственное движение
 • прямое восхождение 44,22 mas в год
 • склонение −11,74 mas в год
Параллакс (π) 7,292 ± 0,028 mas
Абсолютная звёздная величина (V) −3,6
Спектральные характеристики
Спектральный класс F7 Ib-II SB
Показатель цвета
 • B−V 0,60
 • U−B 0,38
Переменность цефеида
Физические характеристики
Масса 6,4 M
Радиус 47 R
Возраст 60 млн лет
Температура 5820 K
Светимость 1450 L
Металличность 0,19[1]
Вращение ~17 км/с
Информация в базах данных
SIMBAD * alf UMi
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Описание

править
 
Полярная звезда и её компаньоны в представлении художника[5]
 
Полярная звезда — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы (вверху справа)
 
Типичный звёздный след Северного полушария с Полярной звездой в центре
 
Вид на Полярную звезду в небольшой телескоп. Полярная B отделена от главной звезды, Полярной A, 18 угловыми секундами

В настоящую эпоху Полярная звезда находится менее чем в 1° от Северного полюса мира и поэтому описывает вокруг него очень маленький круг за 24 часа, можно сказать, почти неподвижна при суточном вращении звёздного неба. Она очень удобна для ориентирования: направление на неё практически совпадает с направлением на север, а высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения в любое время года в северном полушарии. Из-за прецессии земной оси положение Северного полюса мира меняется; ближе всего Полярная звезда подойдёт к нему в период с 7 марта по 13 июня 2102 года — на расстояние 0°27′34,1″, то есть склонение составит 89°32′25,9″, после чего начнётся её удаление от полюса: к середине 2260 года расстояние от неё до полюса превысит 1°. В Южном полушарии нет аналогичной яркой полярной звезды, и ориентиром Южного полюса мира служит вертикальная ось созвездия Южного Креста (четыре яркие звезды).

Полярная звезда является ярчайшей и ближайшей к Земле пульсирующей переменной звездой типа дельты Цефея с периодом 3,97 дня. Но Полярная звезда — очень нестандартная цефеида: её пульсации затухают за время порядка десятков лет: в 1900 году изменение яркости составляло 8 %, а в 2005 году — приблизительно 2 %. Кроме того, за это время звезда стала в среднем на 15 % ярче.

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 6,4—6,7 раза. Её радиус равен 47—50 радиусам Солнца, возраст — 55—65 млн лет[4].

Полярная B (α UMi B) массой 1,39 массы Солнца расположена на приличном удалении от Полярной А (2400 а. е.), поэтому разглядеть её в телескопы нетрудно даже с поверхности Земли.

В 1929 году при изучении спектра Полярной было выявлено, что она является близкой двойной звездой, что было предсказано более ранними наблюдениями в 1924 году (J. H. Moore, E. A. Kholodovsky)[6]. Компаньон Полярной A находится в 18,5 а. е. Полярная P (α UMi P или α UMi a, или α UMi Ab) обладает массой, составляющей 1,26 массы Солнца, и располагается к сверхгиганту настолько близко, что сфотографировать её удалось только телескопу «Хаббл», и то лишь после перенастройки оборудования. Приблизительный период обращения Полярной P вокруг α UMi A составляет около 30 лет[7].

Полярная B обращается вокруг двойной системы α UMi A/P за примерно 100 000 лет. Есть ещё 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[8].

Возможно, Полярная и окружающие её звёзды являются остатком бедного рассеянного скопления. Согласно данным Hipparcos и 2MASS, лучевые скорости ближайших соседей Полярной почти совпадают, а среднее их расстояние до Земли близко к 100 парсекам. Согласно диаграмме «цвет — звёздная величина», построенной для скопления, возраст его членов (и Полярной в том числе) находится в районе 80 млн лет[9].

Расстояние до солнечной системы

править

Поскольку Полярная звезда является ближайшей переменной цефеидой к Земле, расстояние до неё используется для оценки расстояний до других галактик как часть космической шкалы расстояний. Кроме того, Полярная — единственная звезда с динамически измеренной массой. Уточнение этого расстояния может привести и к уточнению шкалы расстояний, и к ограничению значения массы тёмной материи[10].

В 1990 году европейский космический телескоп Hipparcos оценил расстояние до Полярной звезды в 433 световых года (133 парсека). В 2006 году появилась оценка в 330 св. лет (Turner), а в 2008 году — в 359 св. лет (Usenko, Klochkova)[11]. Измерения 2012 года с высоким разрешением, выполненные группой астрономов под руководством Дэвида Тёрнера (David Turner) из канадского университета Святой Марии, использовавших данные российского шестиметрового телескопа БТА, дают оценку расстояния до Полярной звезды в 99 парсеков (323 световых года)[12]. В 2020-м году по данным, полученным космическим телескопом Gaia, оценили расстояние до неё в 447 ± 1,6 световых лет (137 парсеков)[4]. Расчёты, выполненные другими методами, сильно различаются:

Год Компонент Расстояние, св.лет (пк) Источник
2006 A 330 (101) Turner[13]
2007[A] A 433 (133) Hipparcos[14]
2008 B 359 (110) Usenko & Klochkova
2013 B 323 (99) Turner, et al.[15]
2014 A ≥ 385 (≥ 118) Neilson[16]
2018 B 521 (160) Bond et al.[17]
2018 B 445,3 (136,6)[B] Gaia DR2[18]
2020 B 447,6 (137,2) Gaia DR3[19]

История

править
 
Смещение северного полюса на фоне неподвижного неба эпохи J2000.0 при лунно-солнечной и планетной прецессии[20] для интервала времени от 48000 г. до н. э. до 52000 г. н. э.[21]. Что показывает соответствующую смену полярных звёзд.
 
Большой Ковш и Малая Медведица относительно Полярной звезды
 
Движение вокруг Полярной звезды

Из-за лунно-солнечной прецессии земная ось движется по кругу с радиусом 23° со скоростью около 1,397° за 100 лет. Поэтому в разное время ближайшими к полюсу мира становятся разные звёзды. Так, в додинастический период Древнего Египта (5000 лет назад) такой звездой была Тубан (альфа Дракона), в начале нашей эры ярких звёзд у полюса мира вообще не было. Через 2000 лет ближайшей к полюсу мира станет Альраи (гамма Цефея), а через 12 000 лет — Вега (альфа Лиры).

Тем не менее слово «Полярная» является именем собственным и относится именно к α Малой Медведицы.

Список полярных звёзд полного прецессионного круга[22]

Ориентация на местности по Полярной звезде

править
 
Как найти Полярную звезду
Вращение неба по мере того, как Полярная звезда растёт

Полярная звезда всегда находится над северной точкой горизонта в Северном полушарии, что позволяет использовать её для ориентации на местности.

Чтобы найти Полярную звезду, надо сначала найти характерную конфигурацию из семи ярких звёзд — созвездие Большой Медведицы, напоминающее ковш (астеризм Большой Ковш), затем через две звезды (Дубхе и Мерак) «стенки» ковша, противоположной «ручке», мысленно провести линию, на которой отложить пять раз расстояние между этими крайними звёздами. Примерно в конце этой линии находится Полярная звезда. Направление на Полярную звезду совпадает с направлением на север, а её высота над горизонтом совпадает с широтой наблюдателя.

В культуре

править

Полярная звезда изображена на флаге и гербе канадской территории Нунавут,[23] на флаге американских штатов Аляска, Мэн и Миннесота, а также на флаге американского города Дулут в штате Миннесота.[24][25][26]

Вексиллология

править

Геральдика

править

См. также

править

Примечания

править
  1. Koleva M., Vazdekis A. Stellar population models in the UV. I. Characterisation of the New Generation Stellar Library (англ.) // Astronomy and Astrophysics / T. ForveilleEDP Sciences, 2012. — Vol. 538. — P. A143. — ISSN 0004-6361; 0365-0138; 1432-0746; 1286-4846doi:10.1051/0004-6361/201118065arXiv:1111.5449
  2. М.Э. Рут Словарь астронимов. Звёздное небо по-русски. Москва, АСТ, 2010, стр.101
  3. Scott G. Engle, Edward F. Guinan, Petr Harmanec. Toward Ending the Polaris Parallax Debate: A Precise Distance to Our Nearest Cepheid from Gaia DR2 (англ.). The American Astronomical Society (16 июля 2018). Дата обращения: 30 июля 2018. Архивировано 29 августа 2018 года.
  4. 1 2 3 Астрономы определили точное расстояние до Полярной звезды. 30 июля 2018. Архивировано 30 июля 2018. Дата обращения: 30 июля 2018.
  5. HubbleSite: Search (недоступная ссылка — история). hubblesite.org. Дата обращения: 2 ноября 2018.
  6. Polaris: Exceeding Expectations and Building New Science. Дата обращения: 9 декабря 2012. Архивировано из оригинала 7 ноября 2014 года.
  7. Wielen; Jahreiss; Dettbarn; Lenhardt; Schwan (2000). «Polaris: Astrometric orbit, position, and proper motion». arXiv: astro-ph/0002406 Архивная копия от 25 июля 2020 на Wayback Machine.
  8. Evans, Sasselov. Polaris: Amplitude, Period Change, and Companions.
  9. David G. Turner. Polaris and its Kin (англ.). arxiv.org (18 июля 2009). — обзор. Дата обращения: 17 октября 2009. Архивировано 8 января 2017 года.
  10. Astronomers clash over the distance to the famed North Star. Дата обращения: 9 декабря 2012. Архивировано из оригинала 3 декабря 2012 года.
  11. Astronomers clash over the distance to the famed North Star November 30, 2012. Дата обращения: 9 декабря 2012. Архивировано из оригинала 3 декабря 2012 года.
  12. Полярная звезда оказалась ближе, чем считали раньше Архивная копия от 9 декабря 2012 на Wayback Machine.
  13. Turner, D. G.; Savoy, J.; Derrah, J.; Abdel-Sabour Abdel-Latif, M.; Berdnikov, L. N. (2005). The Period Changes of Polaris. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 117 (828): 207. Bibcode:2005PASP..117..207T. doi:10.1086/427838.
  14. Van Leeuwen, F. (2007). Validation of the new Hipparcos reduction. Astronomy and Astrophysics. 474 (2): 653–664. arXiv:0708.1752. Bibcode:2007A&A...474..653V. doi:10.1051/0004-6361:20078357. S2CID 18759600.
  15. Turner, D. G.; Kovtyukh, V. V.; Usenko, I. A.; Gorlova, N. I. (2013). The Pulsation Mode of the Cepheid Polaris. The Astrophysical Journal Letters. 762 (1): L8. arXiv:1211.6103. Bibcode:2013ApJ...762L...8T. doi:10.1088/2041-8205/762/1/L8. S2CID 119245441.
  16. Neilson, H. R. (2014). Revisiting the fundamental properties of the Cepheid Polaris using detailed stellar evolution models. Astronomy & Astrophysics. 563: A48. arXiv:1402.1177. Bibcode:2014A&A...563A..48N. doi:10.1051/0004-6361/201423482. S2CID 119252434.
  17. Bond, Howard E; Nelan, Edmund P; Remage Evans, Nancy; Schaefer, Gail H; Harmer, Dianne (2018). Hubble Space Telescope Trigonometric Parallax of Polaris B, Companion of the Nearest Cepheid. The Astrophysical Journal. 853 (1): 55. arXiv:1712.08139. Bibcode:2018ApJ...853...55B. doi:10.3847/1538-4357/aaa3f9. S2CID 118875464.
  18. Bailer-Jones, C. A. L; Rybizki, J; Fouesneau, M; Mantelet, G; Andrae, R (2018). Estimating Distance from Parallaxes. IV. Distances to 1.33 Billion Stars in Gaia Data Release 2. The Astronomical Journal. 156 (2): 58. arXiv:1804.10121. Bibcode:2018AJ....156...58B. doi:10.3847/1538-3881/aacb21. S2CID 119289017.
  19. Шаблон:Cite Gaia DR3
  20. Бакулин П. И. Курс общей астрономии. — 4-е изд.. — М.: «Наука», 1977. — 544 с.
  21. J. Vondrak, N. Capitaine, P. Wallace. New precession expressions, valid for long time intervals.. — 2011. Архивировано 25 января 2023 года.
  22. Астрономия // Энциклопедия для детей. — М.: Аванта+, 2007. — С. 269.
  23. The Coat of Arms of Nunavut. (n.d.). Legislative Assembly of Nunavut. Дата обращения: 15 сентября 2021.
  24. Duluth Picks New City Flag. Fox 21. 14 августа 2019. Дата обращения: 3 сентября 2024.
  25. Van Daele, Kate. City of Duluth selects new flag. City of Duluth (14 августа 2019). Дата обращения: 5 сентября 2024.
  26. Swanson, Stephen. YouTuber's critique of Minnesota state flag finalists draws 1 million views. CBS Minnesota (15 декабря 2023). Дата обращения: 28 августа 2024.

Ссылки

править