Как определить где находиться Полярная звезда, которая помогала пиратам не заблудиться в море

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.

Характеристика Полярной звезды

Полярная звезда не отмечает точное расположение северного полюса, но она находится очень близко к нему. Она лежит на одной линии с северной осью вращения Земли, почти непосредственно над северным полюсом. Поскольку ось вращения направлена почти непосредственно на звезду, Полярная звезда не поднимается и не заходит для наблюдателей в северных широтах. Поскольку она находится так близко к северному небесному полюсу, она кажется неподвижной в небе. Это делает звезду чрезвычайно полезной в навигации и астрометрии.

Полярная звезда в настоящее время движется ближе к северному небесному полюсу. Она подойдет к самому близкому сближению 24 марта 2100 года (при склонении +89°32’50,62’) и затем медленно начнет удаляться. Видимое движение звезды является результатом осевой прецессии Земли, медленного изменения ориентации оси вращения Земли. Постепенный сдвиг происходит в цикле около 25 772 лет и, как следствие, полярные звезды также меняются. Полярная звезда в настоящее время является ближайшей, видимой невооруженным глазом, звездой к северному небесному полюсу. Она не останется Полярной звездой навсегда, так же как Сигма Октантис (Polaris Australis) не будет южной полярной звездой.

Анимация цикла прецессии земной оси, изображающая ориентацию оси относительно Северного Эклиптического полюса.

Полярная звезда приняла на себя роль Северной Звезды от Кохаба (Бета Малой Медведицы) около 500 года н.э. Кохаб, вторая ярчайшая звезда в Малой Медведице. Она удерживала титул с 1500 года до н.э. до 100 года н.э. Сегодня Кохаб и Феркад (Гамма Малой Медведицы), известны как “хранители полюса”.

Из всех северных звезд Полярная звезда – вторая по близости к полюсу. Единственная звезда, которая отмечает истинный север более точно, чем Полярная звезда, – это Тюбан, который находится в созвездии Дракона. Тюбан находится в пределах 0,2° от полюса, а Полярная Звезда в пределах 0,5°. Тюбан значительно тусклее, что сделало его немного менее полезным в качестве ориентира, когда он был Полярной звездой с 4 000 по 2 000 лет до н.э. Самая яркая из северных звезд, Вега, имеет видимую величину 0,026, но находится только в пределах 5° от полюса.

Полярная звезда снова станет Полярной звездой около 27 800 года, но она не будет так близка к полюсу, как сейчас или около 23 600 года до н.э., когда подошла еще ближе к полюсу, чем сейчас.

Как найти Полярную звезду?

Необходимо отыскать семь практически одинаковых по яркости звезд Большой Медведицы, образующих фигуру Большого Ковша, хорошо известную даже людям, далеким от астрономии. Широкую часть Большого Ковша, противоположную «хвосту», образуют две звезды — Мерак «внизу» и более яркая Дубхе «сверху». Между этими двумя звездами проводим прямую от менее яркой Мерак в сторону яркой — Дубхе. На расстоянии, равном 5 расстояниям от Мерака к Дубхе, вы найдете кончик «хвоста» Малой Медведицы и Полярную звезду. Она ярчайшая в том районе, так что ошибиться трудно. В большинстве мест Северного полушария Земли эти звезды не заходят за горизонт, а значит видны всю ночь. Правда, из-за большого поглощения света их трудно различить там, где вечерами они расположены низко над горизонтом.

Полярная звезда неподвижна

Уникальность Полярной звезды в том, что она находится ближе других звезд, видимых невооруженным глазом, к северному полюсу мира. Из-за этого она все время находится фактически на одном и том же месте, вне зависимости от времени суток и года. Большая и Малая Медведицы, как и другие созвездия, постоянно кружат по небу вокруг Полярной звезды — Ковш Малой Медведицы может быть и перевернут, и стоять «на ребре». Ясно, что особое положение Полярная звезда имеет только на небе Земли. На небе других планет роль полярной играют другие звезды, так как оси вращения этих планет по-другому наклонены по отношению к плоскостям их орбит. Неподвижность Полярной звезды вот уже полторы тысячи лет делает ее верным ориентиром для мореплавателей, скотоводов и путешественников.

Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы

Утверждение, что Полярная звезда является очень яркой звездой, представляет собой одно из самых распространенных астрономических заблуждений. Многие люди, не слишком знакомые со звездным небом, полагают, что Полярная звезда очень яркая, если не ярчайшая звезда на нем.

Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы. Полярная звезда имеет видимый блеск +1,97, то есть она является звездой второй величины, ко­торых на небе можно видеть несколько десятков. А мнение о том, что Полярная звезда является едва ли не самой яркой на небе Северного полушария, связано с тем, что она имеет особенное положение. Эта звезда находится почти в точке Северного полюса мира, что определило ее важность для навигации.

Звездная система Полярной звезды

Полярная звезда – это тройная звездная система, состоящая из желтого сверхгиганта Полярная звезда Aa и двух белых (спектральный тип F) звезд основной последовательности, Полярная звезда Ab и Полярная звезда B.  Aa и Ab находятся на близких орбитах друг с другом, а B обращается вокруг этой пары.

Полярная звезда Aa

Полярная звезда Aa имеет спектральную классификацию F7Ib. Это сверхгигантская звезда с массой 5,4 солнечных масс и радиусом в 37,5 раз больше, чем у Солнца. Она в 1 260 раз ярче Солнца с температурой поверхности около 5 700º С. Это была первая переменная звезда такого типа, масса которой была рассчитана по ее орбите.

Температура Полярной звезды Aa  изменяется лишь незначительно, когда она пульсирует, но само изменение является неустойчивым. Астрономы предположили, что непредсказуемость может быть связана с орбитой звезды со звездой Ab.

Полярная звезда Ab

Полярная звезда Ab обращается вокруг первичной звезды на расстоянии 18,8 астрономических единиц, примерно равном расстоянию между Солнцем и Ураном. Она относится к спектральному классу F6V, указывая на белого карлика. Она имеет 1,26 солнечных масс и радиус в 1,04 раза больше солнечного. Звезда в три раза ярче Солнца.

Полярная звезда В

Полярная звезда B вращается вокруг главной пары на расстоянии 2400 астрономических единиц. Это звезда основной последовательности спектрального типа F3V. Она в 1,39 по массе и 1,38 по радиусу больше нашего Солнца. Звезда в 3,9 раз ярче Солнца. Она имеет расчетную температуру поверхности 6 600º С.

Полярная звезда B была открыта рожденным в Германии британским астрономом Уильямом Гершелем в августе 1779 года с помощью отражательного телескопа. Эту звезду можно наблюдать даже в небольшие телескопы.

Миф 1. Полярная звезда и Венера — одно и то же

Скорее всего этот миф связан с видимым размером Венеры: она кажется больше и ярче по сравнению с другими светилами ночного неба, видимыми с Земли. Поскольку согласно другого мифа Полярная звезда — самая яркая звезда на небе, видя Венеру, человек может подумать, что раз этот объект самый яркий, значит это — Полярная звезда.

На самом деле, Полярная звезда и Венера — это совершенно разные небесные тела. Венера — это планета солнечной системы, по размерам немного меньшая, чем Земля, а Полярная звезда — именно звезда, радиус которой в 30 раз превышает радиус нашего Солнца. Расстояние от Земли до Венеры в среднем в 37,5 миллионов раз меньше, чем расстояние до Полярной звезды (в среднем — потому что расстояние до Венеры значительно меняется из-за движения планет по орбитам, но минимальная разница составляет 15 млн раз). Главное же: на небе эти два светила располагаются в разных местах и обычно хорошо видны. Если уметь находить Полярную звезду и знать, где в конкретной местности в конкретное время года на небе находится Венера, обе их можно найти и убедиться, что это два разных небесных тела.

Ситуация, которую на территории западной части России можно наблюдать зимой — над горизонтом видны одновременно и Венера, и Киносура

На заметку

Чуть реже это заблуждение встречается в другой формулировке: Полярная звезда — это планета. Это тоже миф: Полярная звезда — это именно звезда. Более того, современные исследования показывают, что это целая система из трех звезд, которые сегодня даже удалось сфотографировать с помощью мощных телескопов. Поэтому планетой называть её совершенно неправильно.

Снимок Полярной звезды в телескоп: видны две звезды-компаньона, которые для невооруженного глаза сливаются в одну.

Факт: Полярная звезда и Венера — это не одно и то же, а совершенно разные небесные объекты.

И раз уж мы заговорили про яркость, вспомним про другой расхожий миф…

Миф 2. Полярная звезда — самая яркая звезда на небе

Полярная звезда далеко не самая яркая на ночном небе. Самой яркой звездой в видимом спектре является Сириус из созвездия Большого Пса, ещё несколько звезд на ночном небе более яркие, чем Полярная, что нередко приводит к ошибкам в ориентировании у новичков: они идут на самую яркую звезду, считая её Полярной, и отклоняются от северного направления.

Кстати, отсюда «растут ноги» у другого мифа: Сириус — это и есть Полярная звезда. Это тоже грубая ошибка: никакого отношения Сириус к поляриссиме не имеет. Сириус находится в созвездии Большого Пса, Полярная звезда — в созвездии Малой Медведицы, причем расстояние между этими звездами всегда значительное. Сириус не является Полярной звездой, никогда ею не был и не будет.

Название истинной северной Полярной звезды — Киносура.

На заметку

По той же причине распространено (пусть и в меньшей степени) заблуждение о том, что Вега — это Полярная звезда. Вега также относится к ярким звездам, яркость её больше, чем яркость Полярной. Тем не менее, это совершенно иное светило, не имеющее никакого отношения к Киносуре.

Факт: Полярная звезда — не самая яркая на ночном небе. Яркость многих звезд значительно большая, и поэтому искать самую яркую звезду, чтобы сориентироваться, опасно из-за вероятности ошибки.

И снова из одного мифа вытекает следующий: раз уж было сказано про созвездия, вспомним и расхожее заблуждение про расположение Полярной звезды.

Миф 3. Полярная звезда находится в созвездии Большой Медведицы

Полярная звезда находится в созвездии Малой Медведицы, но из-за слабой яркости других звезд в этом созвездии во многих случаях (особенно в населенных пунктах) кроме самой Полярной звезды ни одна из остальных звезд этого созвездия не видна. В то же время рядом с ней находится хорошо заметное и узнаваемое созвездие Большой Медведицы с несколькими яркими светилами. За счет этого, кстати, именно по созвездию Большой Медведицы Киносуру чаще всего находят на небе. Не удивительно, что не углубляясь в детали, многие люди склонны причислять Полярную звезду именно к Большой Медведице. На самом деле это ошибка: Полярная звезда — это самая яркая звезда (альфа) в созвездии Малой Медведицы.

Факт: Полярная звезда находится в созвездии Малой Медведицы, а Большая Медведица лишь используется для её нахождения.

Миф 4. Полярная звезда видна из любой точки планеты

Полярная звезда видна только из северного полушария, если этому не мешают метеоусловия, рельеф местности и другие факторы, причем в северном полушарии её можно увидеть практически из любого места с открытым звездным небом. Из южного полушария северная поляриссима видна только вблизи экватора (до 85 км), либо в отражении в атмосфере из-за явления рефракции, либо при подъеме в горы или из самолета. На остальной территории Южного полушария она не видна.

Положение Полярной звезды над горизонтом на северной широте 4 градусов (Африка). Даже тут звезда едва выходит над горизонтом, несмотря на то, что это уже северное полушарие.

Этот миф связан с тем, что исторически сложилось так, что Полярную звезду рассматривали в качестве основного путеводного, навигационного небесного тела. Человек, плохо разбирающийся в вопросе, может решить, что в качестве такой путеводной звезды с древних времен люди могли использовать только светило, которое было бы видно отовсюду.

Действительно, в древнем мире, где Полярная звезда уже приобрела статус главного навигационного светила, она была видна отовсюду, как минимум потому, что древние развитые цивилизации были сконцентрированы именно в северном полушарии и люди здесь видели её всегда. А последующее открытие земель южнее экватора, где Киносура скрывается за горизонтом, уже не смогло изменить отношения к ней.

Факт: Полярная звезда видна из любой точки северного полушария планеты. На южной половине планеты она не видна.

Миф 5. Полярная звезда указывает на юг

Полярная звезда из созвездия Малой Медведицы указывает на север. В южном полушарии строго на юг указывает своя поляриссима — Сигма созвездия Октанта, однако она по яркости сильно уступает Киносуре, поэтому редко используется в навигации и не столь популярна. Собственно, даже Полярной звездой она называется редко. Если речь идёт о Полярной звезде, то обычно имеется в виду Северная поляриссима, которая указывает строго на север.

На заметку

Вообще некорректно говорить о том, что та или иная звезда находится на юге или на севере. Юг и север — это направления, оперирование которые актуально лишь на планете Земля. Любые небесные тела находятся за пределами Земли, причем очень далеко от неё, и говорить, например, что Полярная звезда находится на юге — то же самое, что, скажем, жуку выяснять, на какой стороне дерева находится пляж.

Факт: Самая известная Полярная звезда указывает на север. Поляриссима в южном полушарии указывает на юг, но её значительно реже называют Южной Полярной звездой.

Расположение Полярной звезды относительно других звезд

В созвездии Малой Медведицы Полярная звезда является крайним светилом ручки «ковша». Ее также легко опознать по яркости. Так, в некоторых городах в условиях засветки из всех звезд, входящих в Малую Медведицу, лишь Полярную можно разглядеть невооруженным глазом.

На заметку

Полярная звезда находится в созвездии Малой Медведицы именно сейчас. С течением времени из-за прецессии земной оси центр небесной сферы постоянно смещается. Примерно после 4100 года поляриссимой в северном полушарии станет гамма созвездия Цефея, а в течение полутора тысяч лет до нашей эры Полярной звездой была β Малой Медведицы — именно она находилась ближе всего к полюсу мира. На протяжении жизни человека эти изменения незаметны, но на больших исторических отрезках времени они весьма существенны.

Ввиду тусклости звезд Малой Медведицы Полярную звезду чаще находят по другим созвездиям, которые хорошо различимы даже в больших городах с сильной засветкой.

Наиболее известен способ поиска поляриссимы по Большой Медведице, ввиду чего многие ошибочно полагают, что она принадлежит этому созвездию. Для нахождения поляриссимы по Большой Медведице через две внешние звезды «черпака» ковша Большой Медведицы проводится луч, по которому откладывают расстояние, равное пяти высотам «черпака». Таким образом находят местоположение Полярной звезды.

На ночном небе Полярная звезда расположена примерно между Большой Медведицей и Кассиопеей, поэтому её можно найти также по созвездию Кассиопеи, напоминающему букву «W». Для этого через две крайние звезды, находящиеся по одну сторону созвездия, проводится прямая. То же самое действие производится с двумя звездами, находящимися по другую сторону созвездия. От места пересечения проведенных прямых проводится луч через среднюю звезду созвездия. Полярная звезда — первая относительно яркая звезда, через которую пролегает проведенный луч.

По отношению к созвездию Лебедя Полярная звезда располагается в зоне, которую пересекает прямая, проведенная через «крыло» и «хвост» данного созвездия.

Самая яркая звезда созвездия Лебедя является одной из вершин астеризма, называемого Летним Треугольником — он хорошо виден в северном полушарии на протяжении всего теплого периода года. Если в нём провести отрезок от Альтаира (альфа созвездия Орла, “вершина» треугольника) через Денеб (альфа созвездия Лебедя) и продлить, то примерно на таком же расстоянии от Денеба, на котором сам Денеб находится от Альтаира, будет расположена зона с Полярной звездой. Сама звезда будет находиться чуть ниже отрезка, но на этом участке неба она будет самым ярким светилом и её легко будет найти.

Также Полярную звезду можно обнаружить по созвездию Ориона, относительно которого она располагается на прямой, проходящей через звезду Ориона Меиссу и Капеллу. Для этого от Капеллы по прямой необходимо отложить такое же расстояние, как от Меиссы до Капеллы.

Расположение звезды относительно сторон света

Полярная звезда с небольшой погрешностью «указывает» на географический север. Человек, смотрящий на неё, стоит лицом на север, за спиной у него будет юг, справа — восток, слева — запад. Такой способ, однако, не работает вблизи северного полюса, когда Полярная звезда находится над головой, поэтому в таких случаях для ориентирования пользуются другими методами, подробно описанными в специальном материале…

Точность данного метода ориентирования легко проверить при наличии фотоаппарата с высокой выдержкой. Если сделать снимок с задержкой хотя бы в 6–8 часов (в идеале — 24 часа), на фото будет видно, что все более-менее заметные звезды вытянутся в длинные дугообразные линии, чего не произойдет с Полярной, линия которой будет самой короткой из-за минимального смещения. Это означает, что все остальные звезды находятся на значительном расстоянии от оси земли и в течение ночи постоянно смещаются относительно направления на север. Смещение же Полярной звезды минимально и на точности ориентирования оно не сказывается.

Ближе всего к центру окружностей находится именно Полярная звезда. В этом направлении находится север.

Именно поэтому метод ориентирования по поляриссиме является одним из самых точных — он более точен, чем ориентирование с помощью компаса. Нередко по Полярной звезде даже определяют погрешность показаний компаса.

Высота Полярной звезды над горизонтом

Высота Полярной звезды над горизонтом в разных широтах различна. Она минимальна вблизи экватора, где Полярная звезда «лежит» на линии горизонта, и максимальна на северном полюсе Земли, где поляриссима находится строго над головой наблюдателя. Именно по Полярной звезде можно определить широту местности: она будет равна высоте поляриссимы над горизонтом, выраженной в градусах.

Если на расстоянии 57 см от глаз поместить линейку с нулевой отметкой на уровне горизонта, то высота звезды в угловых минутах будет соответствовать расстоянию на линейке в сантиметрах.

Пример поиска Полярной звезды на широте Одессы, где высота её над горизонтом составляет примерно 41 градус.

Однако, в некоторых случаях данные о высоте Полярной звезды будут значительно отличаться от данных о широте местности, где находится наблюдатель. Так, высота наблюдателя над уровнем моря может «увеличивать» высоту Полярной звезды над горизонтом, а рефракция — «уменьшать». Наименьшим же образом эти явления проявляют себя вблизи северного полюса.

Точное расстояние до Земли

Выше мы уже писали о том, что цефеиды играют важнейшую роль в астрономии. Благодаря жесткой зависимости между периодами пульсаций и светимостью, они являются своеобразными маяками Вселенной, позволяя определять расстояния до других галактик.

Работает это следующим образом. Вначале астрономы определяют расстояние до близких и ярких цефеид напрямую, методом тригонометрического параллакса. Также тщательно измеряются светимости звезд (по известному блеску и расстоянию до них) и периоды их пульсаций. Накопив данные по всем цефеидам, для которых известны расстояния, астрономы выводят формулу зависимости периода пульсации таких звезд от их светимости. Эта формула в дальнейшем позволяет узнать расстояние даже для очень далекой цефеиды, параллакс которой измерить невозможно.

Именно так, наблюдая за цефеидами в Туманности Андромеды, американский астроном Эдвин Хаббл в конце 20-х годов прошлого века вначале определил расстояние до нее (и тем самым доказал существование других галактик), а затем построил первую шкалу расстояний во Вселенной. Метод цефеид широко применяется и сегодня. Фактически, все наше знание о масштабах Вселенной, размерах других галактик и расстояниях до них базируется на цефеидах.

Но есть маленькая проблема. Цефеиды, как мы уже писали выше, довольно редкие «звери». Поэтому нет ничего удивительного, что в непосредственной близости от Солнца не оказалось ни одной такой звезды. Ближайшая цефеида – как раз Полярная звезда, но и она далека – расстояние до нее оценивается примерно в 400 световых лет.

На таком расстоянии параллаксы дают большую погрешность. Самый точный на сегодняшний день параллакс Полярной, определенный спутником Гиппаркос (HIPPARCOS), имеет погрешность в 8 световых лет или около 2%. Что же говорить о более далеких цефеидах?!

На фоне этого астроном Дэвид Тернер (David Turner) выпустил статью, в которой показал, что современное расстояние до Полярной звезды… на целых 111 световых лет меньше, чем измерил Гиппаркос! Для своих исследований астроном воспользовался крупнейшим российским телескопом с диаметром зеркала 6 метров (телескоп БТА). Команда Тернера, в состав которой входили и российские астрономы, детально исследовала спектр Полярной и выяснила, что звезда светит гораздо слабее, чем думали астрономы, основываясь на измерениях параллакса. Так что же, выходит спутник HIPPARCOS неверно измерил расстояние до Полярной? А заодно – как знать? – и до других ~120000 звезд, для которых производились измерения?

Голландский астроном Флоор Ван Лейвен (Floor van Leeuwen), «отвечающий» в настоящее время за данные Гиппаркоса, тут же написал ответную статью, в которой доказал, что данные спутника верны, – в отличие от данных Тернера! Диспут тут же вылился на широкие просторы сети Интернет, внимание ему уделили многие СМИ, показывая тем самым, что дебаты носят не только академический, но еще и мировоззренческий характер.

Еще бы, ведь если мы примем новое расстояние до Полярной звезды, то должны будем одновременно признать, что истинный масштаб Вселенной сильно переоценивался. Можно пойти дальше и подвергнуть сомнению тезис о темпах расширения Вселенной, а ведь за открытия в этой области уже дали Нобелевскую премию в 2011 году!

Кто же прав? Астрономы пока не спешат подвергать сомнению данные Гиппаркоса. Но и отбросить просто так аргументы Тернера тоже нельзя. Барбара МакАртур (Barbara McArthur), астроном-исследователь из Техасского университета, планирует собрать новые данные и определить параллакс до звезды-компаньона Полярной, Полярной B, которая находится от Земли практически на том же расстоянии, что и главная звезда. Результаты станут известны через пару лет.

Строение звездной системы Полярной

α UMi Аа или Полярная звезда, известна тем, что в 4,5 раза больше Солнца по массе и имеет спектральный класс F7, что относит ее к сверхгигантам (Ib). Это первая классическая цефеида, у которой была возможность измерить массу напрямую, благодаря наличию спутников.

Два меньших спутника: α Umi B, весит 1,39 массы Солнца и имеет спектральный класс F3, находятся на расстоянии 2400 а.е., а α Umi Ab, очень близкая звезда класса F6 главная последовательности с радиусом орбиты 18,8 AU и весом 1,26 солнечных масс. Есть также два дальних компоненты α Umi С и α Umi D, но они физически не связанны с Полярной.

Полярную B (α UMi B) можно увидеть даже в скромный телескоп. Оказалось, что ее наблюдал Уильям Гершель в 1780 году с помощью одного из самых мощных телескопов в то время – телескопа-рефлектор собственной постройки. В 1929 году было обнаружено, путем изучения спектра, что Полярная А это очень тесная двойная, содержащая слабое светило (α Umi Ab). В январе 2006 года НАСА предоставило изображения с телескопа Хаббла, непосредственно показывающих всех трех членов тройной системы. Ближайшая к Полярной звезда находится в 18,5 а.е. (2,8 млрд км) от нее и это объясняет почему свет меньшего спутника мы увидели только в 2006 году.

Описание

Физические характеристики ее весьма заурядны для сверхгиганта. В небольшой телескоп и даже бинокль звезда показывает свой желтоватый цвет, это может некоторых удивить, ведь все привыкли думать, что она белая. Она всего лишь немного горячее нашего Солнца: температура ее поверхности колеблется около 6000 К. Однако на этом сходство заканчивается.

Как и множество других солнц, которые мы видим на небе невооруженным глазом, Полярная звезда ярче Солнца, если бы мы их смогли наблюдать с одинакового расстояния. Исследования ее спектра показали, что она принадлежит к классу сверхгигантов. Ее диаметр в 23 раза больше чем у нашего Солнца, а светимость больше в 2500 раз! Даже Сириус ей проигрывает в сухую.

Однако тут кроется подвох, из-за того, что астрономы достоверно не могут вычислить расстояние до альфы Малой Медведицы, оценки яркости и температуры могут варьировать.

Жизнь сверхгиганта

По меркам Солнца, она довольно непродолжительна и наступает сразу после исчерпания водорода в ее ядре. Сверхгиганты – почти всегда старые и сильно проэволюционировавшие объекты. Это не значит, что они старые по возрасту, это относится к их жизненному циклу, который в отличие от Солнца, уже подходит к концу.

Сегодня мы можем предположить, что в своем прошлом Полярная звезда в галактике Млечный путь была довольно ярким голубым светилом, спектрального класса Β. Ее масса примерно в 5 раз, а ее радиус в 3,5 раза больше Солнечного. Температура ее поверхности была около 18000 К, что в три раза больше Солнечной. Но это было в прошлом, а сейчас ее физические параметры совсем другие (см.выше).

Переменная звезда

Полярная это сверхгигант основным компонентом, которой является классическая переменная – цефеида. Поскольку цефеиды являются важным стандартом для определения расстояния, аkmaf Малой Медведицы, как ближайшая цефеида, в значительной степени изучена и проанализирована многими поколениями астрономов. Изменчивость ее подозревали с 1852 года, впоследствии это изменение было подтверждено Эйнаром Герцшпрунгом в 1911 году.

Особенности Полярной звезды и главные мифы

Прежде чем искать Полярную звезду, стоит разобраться с ее главными свойствами. Это поможет не только быстрее найти ее на звездном небе, где нет надписей с названиями звезд и линий созвездий, но избежать типичных ошибок. А еще среди людей бытуют заблуждение относительно Полярной звезды.

Итак, преимущественно ошибаются в следующих вещах:

1. Полярная звезда находится в зените – то есть прямо над головой. Это очевидно не так: как бы она тогда она указывала на север, раз лежит ровно по центру? «Полярной» звезда называется потому, что размещена на небесной сфере ровно над Северным полюсом Земли. К слову, только там ее можно увидеть посередине неба. Чем дальше от полюса – тем ниже к горизонту опускается звезда, пока полностью не скрывается от глаз на экваторе. По этой же причине Полярная звезда не может служить ориентиром в южной половине планеты – там направление определяют по созвездию Южный Крест.

Интересный факт: Полярная звезда действительно помогает определить север точнее компаса. Мы уже знаем, что она находится ровно над Северным полюсом планеты. А вот компас указывает на северный магнитный полюс Земли, который несколько отдален от географического и ежегодно смещается на пару километров. Поэтому ближе к северу Полярная звезда становится наиболее точным инструментом для определения координат.

1. Полярная звезда – самая яркая на небе. Если вы заблудитесь и воспользуетесь этим убеждением, то оно будет стоить вам жизни. Увы, сила сияния – звездная величина Полярной звезды – не очень большая; звезда не входит даже в первые десятки самых ярких звезд, довольствуясь скромным 48-м местом. Впрочем, это не усложняет ее поиск. Но если руководствоваться одной лишь яркостью, больше шансов найти Сириус или Вегу, но никак не Полярную звезду.

Но такое положение вещей продлится ненадолго. Земная ось постоянно смещается по кругу, причем очень быстро в космических масштабах – полный оборот происходит приблизительно за 25800 лет. Поэтому Полярная звезда не всегда была полярной, и останется ею ненадолго. Через 13 тысяч лет место на полюсе займет уже упомянутая яркая Вега, тем самым облегчая поиски севера землянам будущего.

1. Полярная звезда всегда находится на одном и том же месте. Отчасти это правда. Как вы уже наверняка знаете, небесная сфера постоянно вращается – точнее, сама Земля вращается относительно неподвижных звезд. Полярная звезда находится ближе всего к полюсу, и поэтому почти не перемещается. «Почти» тут ключевое слово – отклонение от полюса составляет всего 1°, делая ее наименее подвижной среди других звезд.Однако мы уже знаем, что местоположение Полярной звезды меняется в зависимости от широты. Поэтому в Москве звезду не найти на том месте, где она была вчера Санкт-Петербурге – звезда опустится ниже, ближе к горизонту.Так что единожды найдя Полярную звезду, не стоит расслабляться. В зависимости от сезона, времени суток и географических координат созвездия вокруг занимают разные позиции. Поэтому стоит отработать методику самостоятельного поиска Полярной звезды – тем более что это совсем несложно.
2. Полярная звезда – единственная. На самом деле, Полярис не отличалась постоянством, особенно по меркам столетий. Дело в том, что полярной звездой она была не всегда. Подобно тому, как на крутящийся волчок действует момент силы притяжения Земли, на вращающуюся Землю действует момент гравитационных сил Солнца и Луны. Поэтому ось Земли, как и ось волчка, меняет положение в пространстве, прецессирует, а ее проекция на небесную сферу описывает круги.

Так что с течением времени Северный полюс мира медленно меняет свое положение. Правда сейчас Полярис приближается к полюсу и 24 марта 2100 года станет к нему ближе, чем когда-либо в будущем — их будет отделять всего 27 угловых минут, меньше чем видимый диаметр Луны. Так как период прецессии Земли составляет 25800 лет, то в разное время полярными бывали разные звезды. Например, в 2600 году до н.э., когда в древнем Египте еще строились пирамиды, полярной была звезда Тубан из созвездия Draco, Дракона. Ярчайший из стражей, Кохаб, был полярной звездой во времена Платона 2600 лет назад. В 14000 году н.э. ось Земли будет указывать на Вегу, одну из ярчайших звезд на небе, поэтому наши потомки не ошибутся назвав ярчайшей именно полярную звезду.

Интересное о Полярной звезде

Чтобы быстрей отыскать на небе Полярную звезду, стоит разобраться с ее особенностями. Находится не прямо над головой, как многие считают, а далеко впереди. Только на Северном Полюсе ее можно видеть над головой. Чем дальше человек расположен от полюса, тем ниже будет искомая точка. По ее расстоянию от горизонта можно определить отдаленность от самой северной части нашей планеты.

Определить северное направление небесное тело поможет лучше компаса. Стрелка инструмента стремится к магнитным полюсам, которые немного отдалены от самой северной части планеты.

С каждым годом полюса смещаются на несколько километров. Находясь близко к северу, именно звезда покажет правильное направление. Примерно через 13 тысяч лет земная ось сместится, и Полярная точка перестанет указывать на север. Ее место, займет Вега, другое яркое небесное тело, расположенное рядом.
Физические характеристики объекта ничем особенным не выделяются. Относится к классу сверхгигантов, имеет желтоватый оттенок, если смотреть на нее через бинокль. Сходство с нашим Солнцем имеется. Наше светило меньше по диаметру в 23 раза, светимость его меньше в 2500 раз. Это очень серьезная разница, даже Сириус не светит настолько ярко. Температура поверхности достигает 6000о.

Древние легенды

Существует множество мифов и поверий, которые пришли к нам с давних времен. Арабские племена считали, что эта светящаяся точка ни что иное, как гроб, в котором покоится воин неба. Индийцы, наоборот, говорили, что это маленький мальчик, который молится богам и не обращает ни на что внимание. Но стоит учесть, что именно древние жители нашей планеты нарекли все небесные тела такими необычными и красивыми именами. Уже тогда люди точно знали, как найти Полярную звезду на небе по Большой Медведице.

5 способов найти Полярную звезду на небе

• По Большой Медведице.

Рассмотрим, как найти Полярную звезду на небе по Большой Медведице. Для начала стоит внимательно определить, где находится сам Большой Ковш, и рассмотреть две главные звезды, которые являются основой его верхушки. Самая нижняя имеет название Мерак, а та, которая находится немного выше, – Дубхе. Затем от верхней к нижней проводится прямая, которая имеет размер, в пять раз превышающий расстояние звезд друг от друга. На конце этого отрезка и будет находиться Полярная звезда. Если человек не совсем уверен в том, что определил правильное расположение, то следует сравнить светило с другими небесными телами, оно будет наиболее ярким.

• Применив компас.

Для начала следует направить компас так, чтобы его стрелка указывала точно на север, но следует учесть небольшое отклонение показателей в связи с магнитным склонением. Для решения вопроса о том, как на небе определить Полярную звезду, стоит знать, что местность, на которой проводятся работы, не должна содержать различные большие металлические объекты, так как их нахождение может повлиять на точное определение. Если магнитное склонение направлено на запад, например на 15 градусов, то стоит их прибавить к показателю – это и будет цель.

• Определение местонахождения по карте.

Для того чтобы определить, где находится Полярная звезда на небе, нужно находиться на линейном ориентире, по которому можно определить собственное местонахождение на карте. Стоит точно повернуть карту по своему местоположению и направлению, и именно самая верхняя честь карты будет направлена в сторону нужной нам звезды. Затем человек должен определить широту местности, на которой он находится, и высоту стояния звезды над горизонтом.

• По Кассиопее.

Кассиопея располагается по отношению к Большой Медведице с противоположной стороны, поэтому определить, где находится Полярная звезда на небе, не составит труда. Для этого соедините среднюю точку Кассиопеи с предпоследней точкой в хвосте Большой Медведицы. Середина полученного отрезка и будет Полярной звездой.

Этот способ очень прост, как и определение нахождения нужной звезды по Большой Медведице. Но бывают такие случаи, когда Большой Ковш частично скрыт горизонтом и не может оказать помощь в поисковых работах. Тогда стоит вспомнить о Кассиопее.

• По Ориону.

Если северная сторона неба прикрыта тучами и определение положения светил весьма затруднительно, то стоит прибегнуть к созвездию Ориона и его главной фигуре – Капелле. Для этого также необходимо провести прямую линию от срединной звезды, пересекая Меиссу. И от Капеллы отложить расстояние от нее до Меиссы. Так можно приблизительно узнать нахождение Полярной звезды.

Все перечисленные методы довольно просты и точны. С помощью одного из них можно без труда определить, где находится единственная неподвижная звезда небосклона – Полярная.

Как определить стороны горизонта по Полярной звезде?

Если стать лицом к Полярной звезде, то впереди будет север, за спиной — юг, справа — восток, а слева — запад. Таким способом получается определить стороны горизонта с точностью, достаточной для большинства целей туристов и путешественников.

Для движения в нужном направлении нет необходимости постоянно сверяться с Полярной звездой. В лунную светлую ночь для этого достаточно один раз сориентироваться по ней, определить нужное направление движения, найти заметный ориентир (высокое дерево, вершину горы) в этом направлении, и впоследствии двигаться на него. Достигнув ориентира, нужно стать за ним, снова сориентироваться по Полярной звезде, выбрать новый ориентир, соответствующий заданному направлению, и двигаться на него. Чем дальше от путешественника будут находиться ориентиры, тем точнее будет выдержано направление движения.

Преимущество такого способа заключается в том, что ориентир поможет двигаться в нужном направлении, даже если Полярная звезда на небе закрывается облаками и ветвями деревьев, либо теряется в тумане.

Кроме сторон света по Полярной звезде можно определить широту той местности, в которой находится наблюдатель. Для этого достаточно вычислить угловую высоту Полярной звезды над уровнем горизонта — количество градусов будет соответствовать северной широте.

Обычно для определения широты местности по высоте Полярной звезды используют секстант, однако с этим справляются и некоторые компасы. Тем не менее, если под рукой не оказалось, ни того, ни другого, можно воспользоваться транспортиром с отвесом. Кратко этот способ можно описать так: к центру транспортира привязывается нитка или леска, на другом конце которой висит небольшой груз. Транспортир подносится к глазу, переворачивается шкалой вниз и наклоняется до тех пор, пока Полярная звезда не окажется на прямой, проходящей через линейку транспортира и глаз. В этот момент нитка указывает на шкале транспортира угол α. Высота Полярной звезды над горизонтом будет равна 90°–α.

Нужно понимать, что определение широты, проведенное таким образом, будет менее точным по сравнению с измерениями, проведенными секстантом.

Наиболее точно данный метод работает в океане или море, но и здесь ошибка составит чуть более 80 км, что связано с некоторым удалением Полярной звезды от точки северного полюса. Такой способ малопригоден для пеших туристов, но полезен для моряков или летчиков, потерпевших аварию: вместе с определением долготы он поможет вычислить квадрат своего местонахождения.

Ориентирование по Полярной звезде и карте

Когда Полярная звезда была найдена, по ней можно сориентировать карту. Для этого карта располагается на горизонтальной поверхности так, чтобы ее верхняя рамка (северная часть карты) была направлена строго на Полярную звезду. После этого по карте производятся все необходимые расчеты и ориентирование на местности.

Так, например, можно по силуэтам вершин гор или направлению зарева от далеких городов приблизительно определить свое положение на карте, а значит и на местности.

Если точно определить свое местоположение не получается и местность бедна на ориентиры, тогда находят так называемый аварийный азимут. Другими словами, с помощью транспортира находят по карте азимут на какой-нибудь линейный (например, трасса, железная дорога, река) или площадной (например, большое озеро, водохранилище, лесная поляна) ориентир, мимо которого невозможно было бы промахнуться при движении по этому азимуту. Добравшись до этого ориентира, снова сверяются с картой, пытаются по окружающим ориентирам более точно определить свое местоположение и принимают решение о дальнейшем направлении движения. Обычно этого достаточно, чтобы точно найти свое местоположение и выбраться к людям (по трассе, железной дороге и реке чаще всего можно выйти к населенным пунктам или встретить людей по пути), если в этом есть необходимость.

Описанные методы ориентирования по Полярной звезде хорошо работают в средних и низких северных широтах, но в высоких широтах северного полушария, где Полярная звезда находится почти строго над головой в центре небесной сферы, определение сторон света представляет некоторую сложность. На Северном полюсе звезда всегда находится практически в зените и практически не показывает никакого направления.

В литературе не удалось найти способа, которым можно было бы сориентироваться по Полярной звезде далеко на Севере, поэтому пришлось придумывать свой. Для его реализации через иголку продевается нитка, конец которой зажимается большим и указательным пальцами — получается отвес. Глаза защищаются очками. Рука с ниткой поднимается над головой так, чтобы глаз, нитка и иголка были на одной прямой. С какой стороны от нитки с иголкой в этот момент будет находится Полярная звезда, с той стороны и будет север.

Если дует ветер, отвес нужно укрыть от него рукой или другим ветрозаслоном.

Ошибка данного метода будет тем выше, чем ближе к северному полюсу будет находиться наблюдатель, и при прочих идеальных условиях (отсутствие ветра, точное нахождение глаза, нитки и иголки на одной прямой) метод перестанет работать на широте 89°16′.

Важно также помнить, что чаще всего ориентироваться приходится путешественникам и туристам, которые в высоких широтах бывают в основном в период полярного лета. В это время практически всегда светло и звезды (в том числе Полярная) на небе не видны. В этот сезон здесь практичнее использовать другие способы ориентирования.