Polaris (Alpha Ursae Minoris) — Gwiazda Północna: opis i fakty
Polaris (Gwiazda Północna) — fascynujący opis i najnowsze fakty o jej budowie, układzie potrójnym, zmienności typu Cefeida oraz roli w nawigacji i astronomii.
Polaris (Alpha Ursae Minoris) to powszechnie znana gwiazda biegunowa, zwana też Gwiazdą Północną. Jej względne położenie na niebie sprawia, że dla obserwatorów z półkuli północnej pełniło i nadal pełni rolę stałego punktu odniesienia.
Jest to najjaśniejsza gwiazda w gwiazdozbiorze Ursa Minor. Leży niemal dokładnie nad biegunem północnym Ziemi, dlatego z powierzchni planety wygląda, jakby pozostawała w tym samym miejscu na niebie, podczas gdy inne gwiazdy krążą wokół niej. Przez wieki żeglarze i podróżnicy na półkuli północnej używali Polaris jako niezawodnego punktu orientacyjnego, pomagającego określić kierunek i przybliżoną szerokość geograficzną na oceanie i lądzie.
Polaris jest częścią układu wielokrotnego — potrójnego systemu gwiazd. Składa się z jasnej głównej składowej oraz dwóch towarzyszy: bliskiego karłowatego towarzysza (oznaczanego Ab) i bardziej odległej gwiazdy towarzyszącej, Polaris B, która krąży w odległości około 2400 AU.
Główna składowa, Polaris A, to jasny olbrzym/pośredni olbrzym o masie kilku razy większej niż masa Słońca (przybliżone oszacowania mówią o rzędu 4–6 mas Słońca) i średnicy rzędu kilkudziesięciu milionów kilometrów (często podaje się w literaturze wartość około 45 milionów km). Spektralnie jest gwiazdą typu około F (klasa jasna), a jednocześnie jest klasyczną zmienną Cepheidu. Jej pulsacje mają okres około 3,97 dnia; amplituda zmian jasności jest stosunkowo niewielka i zmieniała się w czasie (w XX wieku obserwowano istotne zmniejszenie amplitudy, a później jej częściowe odrodzenie). Polaris jest najbliższą nam zmienną typu Cepheid w Drodze Mlecznej, co czyni ją kluczowym obiektem do kalibracji astronomicznej skali odległości.
Polaris B można zobaczyć nawet przy pomocy niewielkiego teleskopu; zostało ono odkryte przez Williama Herschela w 1780 roku przy użyciu jednego z najpotężniejszych teleskopów w tamtych czasach — jego własnego teleskopu odblaskowego. Bliski towarzysz Ab był przewidziany na podstawie obserwacji orbitalnych już w 1929 roku, ale bezpośrednio zaobserwowany dopiero w XX/XXI wieku przy użyciu dużych teleskopów i obserwacji interferometrycznych. Ten karłowaty towarzysz orbituje bardzo blisko głównej składowej — na odległości porównywalnej z odległością Urana od Słońca, co powoduje, że jest trudny do rozdzielenia wizualnie od jasnej Polaris A.
Polaris nie zawsze była Gwiazdą Północy i nie będzie nią na zawsze. Pozycja niebieskiego bieguna północnego zmienia się powoli w wyniku zjawiska zwanego gwiezdną precesją (ruch osi obrotu Ziemi o okresie około 26 000 lat). W okolicach 3000 r. p.n.e. rolę Gwiazdy Północy pełniła słaba gwiazda Thuban w gwiazdozbiorze Draco. Polaris zbliżała się do bieguna przez ostatnie stulecia i osiągnie swoje największe zbliżenie do bieguna w pierwszej połowie XXI wieku (około roku 2100), dzięki czemu przez kilka stuleci będzie pełnić funkcję użytecznej Gwiazdy Północy, zanim jej położenie zacznie się znowu oddalać.
Pomiar odległości do Polaris był i nadal jest przedmiotem badań i dyskusji. W wielu nowszych publikacjach odległość podaje się na około 434 lata świetlne (około 133 parseków), ale niektóre analizy i przeglądy danych astrometrycznych sugerują, że może być ona nawet do ~30% bliżej. Dokładne ustalenie odległości do Polaris ma duże znaczenie, ponieważ jako najbliższa zmienna typu Cepheid wpływa bezpośrednio na kalibrację astronomicznej skali odległości — parametry tej gwiazdy służą do przeliczania jasności absolutnej Cepheidów i wyznaczania odległości we Wszechświecie.
Warto także podkreślić znaczenie kulturowe i praktyczne Polaris: poza zastosowaniami nawigacyjnymi pojawia się w mitologiach, literaturze i sztuce jako symbol stałości i kierunku. Dla obserwatorów z niskich szerokości północnych jej wysokość nad horyzontem (kąt zenitalny) jest zbliżona do szerokości geograficznej obserwatora, co dodatkowo ułatwia orientację.
Na półkuli południowej nie ma jasnej i łatwo dostrzegalnej gwiazdy pełniącej analogiczną rolę — pobliska gwiazda bieguna południowego, Sigma Octantis, jest znacznie słabsza i praktycznie nieprzydatna do zwykłej nawigacji wzrokowej.
Polarna widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest Polaris?
O: Polaris (Alpha Ursae Minoris) to Gwiazda Polarna lub Gwiazda Północna. Jest najjaśniejszą gwiazdą w gwiazdozbiorze Ursa Minor i znajduje się prawie dokładnie nad biegunem północnym Ziemi.
P: Jak historycznie wykorzystywano Polaris?
O: Przez wieki żeglarze na półkuli północnej używali Polaris, aby zorientować się, gdzie są na oceanie i w jakim kierunku się poruszają.
P: Czy Polaris jest częścią układu wielokrotnego gwiazd?
O: Tak, jest częścią potrójnego układu gwiazd z bardzo bliską karłowatą gwiazdą podwójną i większą gwiazdą, Polaris B, która krąży w odległości 2.400 AU.
P: Kiedy Polaris stała się Gwiazdą Północną?
O: W 3000 r. p.n.e., słaba gwiazda zwana Thuban w gwiazdozbiorze Draco była Gwiazdą Północną. Jednak Polaris stała się Gwiazdą Północną dopiero około roku AD 500.
P: Jak długo będzie najbliżej prostej nad biegunem północnym Ziemi?
O: Będzie się zbliżać do pozycji prosto nad biegunem północnym Ziemi do roku 2102, a następnie znowu się oddali. Najbliżej prostej nad ziemskim biegunem północnym będzie do około 3000 roku.
P: Jakiego typu gwiazdą jest Polaris A?
O: Główna gwiazda, Polaris A, jest olbrzymem o masie 4,5 razy większej od masy Słońca i średnicy 45 milionów kilometrów. Jest również klasyfikowana jako klasyczna zmienna cefeidalna - jedna z najbliższych nam gwiazd w naszej galaktyce Drogi Mlecznej.
P: Czy istnieje odpowiednik Gwiazdy Polarnej?
O: Nie, nie ma odpowiednika Gwiazdy Polarnej, która pełni podobną rolę dla osób znajdujących się na południowej półkuli Ziemi.
Przeszukaj encyklopedię