Полярная звезда

α Малой Медведицы
Звезда
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
Коды в каталогах Polaris, Cynosura, Alruccabah, Phoenice, Lodestar, Pole Star, Tramontana, Angel Stern, Navigatoria, Star of Arcady, Yilduz, Mismar, Polyarnaya, 1 Ursae Minoris, HR 424, BD +88°8, HD 8890, SAO 308, FK5 907, GC 2243, ADS 1477, CCDM 02319+8915, HIP 11767
Информация в базах данных
SIMBAD	* alf UMi
Информация в Викиданных ?
Медиафайлы на Викискладе

Поля́рная звезда́ (лат. Stella Polaris), Альфа Ма́лой Медве́дицы (лат. α Ursae Minoris, α UMi) — звезда видимой звёздной величины +2,0^m 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)^[2][3].

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^[3].

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)^[5]. 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^[6].

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^[7].

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^[8].

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^[9].

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)^[10]. 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)^[11]. В 2020-м году по данным, полученным космическим телескопом Gaia, оценили расстояние до неё в 447 ± 1,6 световых лет (137 парсеков)^[3]. Расчёты, выполненные другими методами, сильно различаются:

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^[21]

• 13 000-е годы до н. э. — полярная звезда — Вега, α Лиры.
• 9000-е годы до н. э. — полярные звезды (поочерёдно) π и η Геркулеса.
• 8000—7000-е годы до н. э. — полярная звезда — τ Геркулеса.
• 5500—3500 годы до н. э. — полярная звезда — ι Дракона.
• 3500—1500 годы до н. э. — полярная звезда — Тубан, α Дракона.
• 1500 год до н. э. — 1 год н. э. — полярная звезда — Кохаб, β Малой Медведицы.
• 1—1100 годы — полярной звезды нет. Но есть «стражи» — Кохаб, β Малой Медведицы, и Полярная, α Малой Медведицы; полюс примерно на одинаковом расстоянии от α и β Малой Медведицы.
• 1100—3200 годы — Полярной звездой является α Малой Медведицы. На минимальном расстоянии от Северного полюса (0°27′34,1″) она пройдёт 23 апреля 2102 года.
• 3200—5000 годы — полярной будет Альраи, γ Цефея.
• 5000—6500 годы — полярная — Альфирк, β Цефея.
• 6500—8500 годы — полярная — Альдерамин, α Цефея.
• 8500—13 000 годы — полярные — Денеб, α и Садр, γ Лебедя.
• 13 000-е годы — полярной опять станет Вега, α Лиры.

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.

Полярная звезда изображена на флаге и гербе канадской территории Нунавут,^[22] на флаге американских штатов Аляска, Мэн и Миннесота, а также на флаге американского города Дулут в штате Миннесота.^[23][24][25]

• Сигма Октанта

• Полярная звезда на сайте Spacegid (англ.)
• Информация о Полярной звезде на stars.astro.illinois.edu (англ.)
• Будущее Полярной звезды на phy6.org (англ.)