Факт № 10. Расстояние до Полярной звезды
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!
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.
Система Полярной звезды в цифрах
Малая Медведица1,97 перем.0,00754±0,00011133 пк02h 31min 49.1s+89° 15′ 51″0,044″/год-0,011″/год+16,4 км/с70 миллионов лет
Ниже светимость, масса и радиус звезд выражены в солнечных.
Южное полушарие
В Южном полушарии Полярная звезда не видна, по сему, «звёздным» ориентиром тут обычно послужит Южный Крест, указывающий на юг. Южный Крест — это 4 яркие звезды, расположенные в форме креста
Но важно НЕ попутать его с Ложным Крестом, правее расположенным, а его звезды находятся дальше друг от друга и они же менее яркие по сравнению с Южным крестом (тут как бы сама Вселенная или Создатель говорят нам о его ложности). А также, левее правильного Южного Креста имеются две звезды-ориентира
Определение направления на юг. В уме проводится линия через вертикальную ось Южного Креста. Далее мысленно проводим линию между теми двумя звёздами-ориентирами, а опосля из центра сей линии проводим перпендикуляр. И в точке пересечения линий, исходящих из Южного Креста и двух звёзд-ориентиров, и будет искомое южное направление.
Южный Крест в южном полушарии — очень хороший ориентир
Полярная Звезда. Где на небе находится полярная звезда?
Сегодня вечером попробуйте найти на небе знаменитую полярную звезду. Отыскав ее раз, вы больше никогда не потеряете полярную из виду.
Думается, что существует немного людей, которые никогда не слышали о полярной звезде. Свою известность она получила благодаря особому положению на небе: в то время как все звезды находятся в постоянном движении относительно наблюдателя — восходят на Востоке, заходят за горизонт на Западе, в одно время года видны, в другое нет, — полярная звезда всегда неподвижна и видна из любой точки северного полушария земли. Не имеет значения, какое сейчас время суток, какой месяц или даже год — будьте уверены: полярная звезда находится «на Своем Месте», в одной той же точке неба.
Эта точка неба — северный полюс небесной сферы. Именно вокруг него вращаются все звезды и созвездия, совершая один оборот ровно за сутки. Вращение звезд вокруг наблюдателя на самом деле иллюзия. Это земля вращается вокруг собственной оси, и северный полюс небесной сферы является просто проекцией северного полюса земли в небо.
Нам повезло, что рядом с северным полюсом оказалась относительно яркая, во всяком случае заметная, звезда — полярная. (В южном полушарии земли нет своей полярной звезды, там ось земли смотрит в пустоту) знать ее местоположение на небе весьма полезно, ведь полярная звезда указывает на север и тем самым помогает точно определить стороны света. (Более подробно об этой замечательной звезде читайте в нашей статье полярная звезда: 10 фактов о самой известной звезде ночного неба. Как же найти полярную звезду на небе?
Самый простой способ заключается в нахождении полярной по большому ковшу, самой известной части созвездия большой медведицы. В ноябре по вечерам большой ковш виден низко над горизонтом в северной части неба.
Возьмите две внешние звезды ковша (не ручки) — мерак и дубхе — и мысленно соедините их линией. Затем продлите линию вверх. Она почти точно укажет на полярную звезду, которая находится от ковша на пятикратном расстоянии мерак — дубхе.
Имейте в виду, что в другое время года большой ковш находится не на севере, а может быть виден, например, на Востоке, «Стоя» на ручке (зимой), высоко над головой на юге (весной), или же наклоненным к горизонту на Западе (летом. Поиск полярной от этого не меняется. Продлите линию мерак — дубхе на 5-кратное расстояние и вы упретесь взглядом в полярную!
Отметим, что яркость полярной звезды соответствует яркости звезд ковша большой медведицы. Поэтому если небо в вашем городе настолько засвечено, что звезды ковша видны плохо или совсем не видны, то вы, скорее всего, не увидите и полярную. Найдите место, где небо более темное и прозрачное, и вы обязательно обнаружите звезду.
Итак, предположим, вы нашли полярную. Как по ней определить стороны света? Проще простого. Отвесная прямая, опущенная от звезды к горизонту, укажет на север, причем сделает это точнее, чем компас! Встав лицом к северу, за спиной вы обнаружите юг, справа Восток, а слева — Запад. Такой нехитрый прием, как ориентирование на местности по полярной, позволял морякам, путешественникам, скотоводам и купцам веками находить правильную дорогу даже в незнакомых странах.
Что собой представляет Полярная звезда
Теперь, когда вы знаете, как найти Полярную звезду на небе, вам, наверное, интересно, что же представляет из себя эта невзрачная, но очень полезная звёздочка. На самом деле это очень интересный и необычный мир. Если бы вы туда попали, то поразились бы происходящему в системе Полярной звезды.
Начнём с того, что расстояние до неё составляет 447 световых лет. Свет, который вы видите, смотря на Полярную звезду, покинул её во второй половине XVI века. Напомним, что в то время турецкие войска захватывали остров Кипр, Христофор Колумб только недавно открыл Америку, и первые колонизаторы начали покорять её побережье. Ермак лишь через несколько лет отправится покорять Сибирь, Русь воюет вовсю на разных фронтах, а во Франции как раз случилась известная резня под названием Варфоломеевская ночь. Вы видите свет, который родился в недрах Полярной звезды именно в те смутные времена.
Полярная звезда – тройная система. Главный компонент – сверхгигант, в 2000 раз ярче Солнца и примерно в 6.5 раз тяжелее, а по размеру больше его в 50 раз! Это молодая звезда, возрастом всего в 55-65 миллионов лет. Она называется Полярная А.
Всего лишь в 18.5 астрономических единицах от этого сверхгиганта находится еще одна звезда, которая тяжелее Солнца всего в 1.26 раз. Она вращается около главной звезды за 30 лет. Из-за их близости сделать снимок этой пары звёзд удалось лишь с помощью космического телескопа «Хаббл».
Еще дальше – на расстоянии в 2400 а.е. от главной звезды, находится еще одна – Полярная B, которая массивнее Солнца в 1.39 раз. Она делает оборот по орбите за 100000 лет. Её можно увидеть в любительский телескоп.
Система Полярной звезды.
Но и это еще не всё. Полярная звезда, а точнее, её главный компонент – сверхгигант, относится к переменным звёздам типа цефеид, то есть пульсирующим. Но и цефеида эта особенная, не похожая на другие – иногда её пульсации затихают, а потом снова возобновляются. Она становится то ярче, то слабее, в течении нескольких десятков лет. Причём это самая близкая к нам цефеида.
Так что Полярная звезда весьма странная. Это система из трёх физически связанных звёзд, каждая из которых больше Солнца, а одна и вовсе пульсирующий сверхгигант.
Теперь вы знаете не только как найти Полярную звезду на небе, но и что она из себя представляет. Обязательно найдите её и вспомните всё, что прочли здесь об этом любопытном объекте космоса. И обязательно покажите её своим детям.
Возможные ошибки
Во время поиска Поляриса новички часто допускают ошибки, которые не позволяют успешно завершить процесс. В большинстве случаев причиной таких проблем становится недостаточная информированность и слабый уровень знаний в области астрономии.
Возможные ошибки:
- Многие астрономы-любители, которые только начинают знакомство с космическими объектами, считают, что Полярис всегда находится в зените. Из-за этого они часами исследуют звёздное небо, но не могут найти нужную звезду. Эта проблема возникает из-за того, что Киносуру можно увидеть в центре неба только на северном полюсе. Во всех остальных регионах она будет отклонена от зенита на достаточно большое расстояние.
- Большинство заблудившихся в лесу людей, которые не имеют достаточных знаний по астрономии, начинают искать на небе наиболее яркий объект. Из-за этого они ориентируются по Сириусу (Альфа Большого Пса) или Веге (созвездие Лиры), что только ухудшает их положение.
- Некоторые путешественники забывают о вращении Земли, поэтому полагают, что звёзды всегда расположены в одной и той же точке неба. Это приводит к тому, что каждый раз в качестве ориентира они выбирают разные объекты.
- Находясь в южном полушарии, можно крайне редко увидеть Полярис. Единственная возможность появляется в результате преломления света, которая приводит к появлению звезды около линии горизонта. Не все знают эту особенность, поэтому, оказавшись в Австралии, Африке или Южной Америке, выбирают для ориентира не ту звезду.
Ориентирование по Млечному Пути
Поскольку Млечный путь проходит всегда с севера на юг, то определить стороны света по нему в ясную погоду легко (погрешность не более 10%).
Млечный Путь=Milky Way, произносящийся как и в рекламе «Милки Вэй» (официально можно назвать «Гала́ктика Млечный Путь») — это наша родная галактика, в которой находятся наша Солнечная система и все звёзды, видимые невооружённым глазом. Он образован огромным количеством звезд нашей галактики и представляет собой полосу серебристого цвета. Мы наблюдаем этот Путь вдоль самого диска Галактики, по сему, при отклонении глаз от диска (от Млечного Пути) мы смотрим уже не в центр галактики, а куда-то на перефирию и в бок.
*** *** ***
А вот занятные факты о жуках-скарабеях, умеющих ориентироваться по Млечному пути. Биологи установили, что жуки-скарабеи Scarabaeus satyrus при отсутствии Солнца и Луны способны верно двигаться в нужном направлении, ориентируясь на свет Млечного пути. Открытие удалось совершить случайно во время исследований восприятия насекомыми поляризованного света Луны. Ученые наблюдали за тем, как жуки умеют выдерживать прямое направление движения при катании навозного шарика.
В одну из ночей авторы открытия обнаружили, что скарабеи способны ориентироваться даже без света Луны. При этом, животные свои глаза, видимо, все-таки использовали — когда свет звезд исследователи перекрывали от насекомых надетым на глаза картоном, те начинали плутать кругами. Свои наблюдения «в поле» ученые потом подтвердили и экспериментами в планетарии. Жуки хорошо ориентировались по ночному небу, проецируемому на купол, однако, когда из него вырезали Млечный путь (оставив яркие звезды), жуки теряли способность двигаться прямо.
Ранее хорошо было известно, что многие из этих животных (пчёлы, кузнечики) используют для ориентации не только Солнце или Луну, но даже и поляризацию света неба. А вот способность насекомых ориентироваться по звездам удалось обнаружить впервые.
Эта информация о жуках взята из интернета.
Положение созвездий
Турист, который разбирается в созвездиях, может уверенно определить стороны света и найти верный путь, особенно в ясную ночь
Поэтому для новичков очень важно изучить, как звезды меняют своё положение как в течение ночи, так и на протяжении календарного года. Многие созвездия лучше распознаются в определенное время года
| Время года | Месяц | Созвездия |
| Весна | Март | Рак, Киль, Компас, Лев, Летучая Рыба, Рысь |
| Апрель | Большая медведица, Хамелеон, Чаша, Гидра, Малый лев | |
| Май | Южный крест, Гончие псы, Центавр, Дева, Волопас | |
| Лето | Июнь | Малая медведица, Весы, Волк |
| Июль | Северная корона, Дракон, Геркулес, Скорпион, Южный треугольник, Змея, Змееносец | |
| Август | Южная корона, Лира, Стрелец, Щит, Телескоп | |
| Осень | Сентябрь | Орел, Козерог, Лебедь, Дельфин, Малый конь, Индеец |
| Октябрь | Водолей, Цефей, Журавль, Пегас, Южная рыба | |
| Ноябрь | Кассиопея, Андромеда, Феникс, Рыбы, Тукан, Телец | |
| Зима | Декабрь | Орион, Овен, Эридан, Печь, Часы, Южная Гидра, Персей, Треугольник |
| Январь | Малый пёс, Золотая Рыба, Столовая Гора | |
| Февраль | Большой пёс, Возничий, Жираф, Голубь, Близнецы, Заяц, Живописец, Единорог |
Плюсы и минусы
К плюсам ориентирования по звездам можно отнести:
- Надежность. Нахождение небесных ночных светил на своих местах – является одной из самых стабильных вещей в мире. Владея даже элементарными знаниями в области астронавигации, можно определить свое местоположение.
- Точность. Метод ориентирования по звездам порой может определить координаты точнее специальных приборов.
- Доступность. Для того чтобы воспользоваться звездной навигацией, не требуется дополнительных устройств. Достаточно просто взглянуть на ночное небо.
Комплект походный: компас + стакан складной. Фото OZON
Минусы:
- Некоторые звезды могут являться ориентирами только в том случае, если человек находится в определенной части света и может видеть их. Или когда они не загорожены горизонтом. Таким примером может служить Северная Полярная звезда, которую нельзя увидеть в ночном небе, находясь в средних широтах южного полушария.
- Чтобы определить точные координаты, необходимые для движения в определенном направлении, нужно обладать немалым багажом знаний о звездах и их траектории. «Любители» могут определить лишь общие данные о местоположении.
- Погодные условия. Когда небо затянуто, нет результативности даже от самых полных сведений о ночных светилах.
Внимание
Зависимость от обычных облаков является одним из самых больших минусов данного метода.
Навигационные светила
Картина звездного неба, которую можно наблюдать в ясную, безоблачную ночь, содержит около 3000 звезд — ничтожную часть из 150-миллионного скопления звезд нашей Галактики.
Для навигационных целей из всего множества светил используйся их малая часть — наиболее яркие звезды, планеты, а также Солнце и Луна.
Из 9 планет солнечной системы представляют интерес те, которые видны невооруженным глазом: Венера, Марс, Юпитер и Сатурн; их называют навигационными.
Перечень из 160 навигационных звезд приводится во многих пособиях и документах, например: МАЕ, Мореходные таблицы (MT-2000), МАЛ.
Наиболее ярких и удобных для определения места судна насчитывается 25—30 звезд, что облегчает задачу их опознания на небосводе.
Опознание навигационных звезд производится в первую очередь по конфигурации созвездий, в которых они расположены. В северных широтах ориентирование по звездам удобнее всего начинать с отыскания на северной половине неба известного всем созвездия Большой Медведицы, напоминающего очертание ковша. Далее, соединив условной линией крайние звезды ковша аир Большой Медведицы (Дубхе и Мсрак), следует отложить полученный отрезок 5 раз, в конце этой продленной линии обнаружится а Малой Медведицы — Полярная звезда. Полярная звезда находится практически в точке северного полюса мира, поэтому направление на нее соответствует направлению на север (N), а высота Полярной звезды над горизонтом соответствует географической широте (ср) наблюдателя (рис. 6.1).
В ряде случаев в качестве опорного созвездия удобнее использовать созвездие Ориона (рис. 6.2).
В северо-западных районах России в начале зимы это созвездие в виде мощного суженого четырехугольника с характерным косым поясом находится в южной части неба. К северу от Ориона находятся созвездия Тельца, Возничего и Близнецов, к западу и юго-западу созвездия Малого пса и Большого пса. Наиболее яркие звезды из этих созвездий: Ригель, Бетельгейзе, Альдебаран, Капелла, Кастор, Поллукс, Процион и Сириус.
Другим важным признаком опознания звезд служит видимая яркость (блеск) звезды. Блеск звезды оценивается ее «видимой величиной» т, приводимой в справочных пособиях. Блеск m = 0 имеют очень яркие звезды (например, Вега и Арктур); самая яркая звезда Сириус имеет блеск m= -2. Звезды с блеском m = 2 в шесть раз слабее по блеску, чем звезды с m=0. На звездных картах, звездном глобусе блеск звезд показан размерами их изображений.
Дополнительным признаком опознания звезд служит их цвет. Возможны следующие цвета: голубой, белый, оранжевый, желтый, красный, темно-желтый.
Существенная помощь в опознания светил — это использование звездного глобуса.
Ориентирование по Полярной звезде
Ныне она находится менее чем в 1° от Северного полюса планеты, и по сему, почти неподвижна при ночном вращении звёздного неба. Оная звезда, пожалуй, самый главный ориентир на ночном небе. И она — единственная из видимых нам звёзд, кто не «путешествует» по небу, тогда как остальные звезды в течение ночи меняют свое местоположение на небосводе.Полярная звезда всегда указывает на север, отклоняясь в течение ночи всего лишь на 1,5 градуса. Это может быть важным для точной навигации кораблей в море, но для человека далеко не принципиально.
Итак, для обнаружения Полярной звезды вначале нужно найти на небе два самых известных созвездия — «Большую Медведицу» и «Малую». Опосля — в Большой Медведице найти две самые крайние звезды, образующие как бы «стенку ковша». Далее провести от верхней звезды прямую линию, равную 4-5 расстояниям от двух «крайних» звёзд Большой Медведицы, ну и там уже легко обнаружим Полярную звезду, пристроившуюся в «ручке ковша» Малой Медведицы. Рисунок ниже иллюстрирует сей принцип.
Поиск Полярной звезды (всегда указывающей на север) с помощью «ковша» Большой Медведицы и Кассиопеи
Конечно, было бы проще сразу найти Малую Медведицу, однако, чаще всего Большая Медведица сразу бросается в глаза, а вот Малую не всегда так хорошо видно.
Если же Большая Медведица скрыта облаками, то Полярную звезду можно отыскать с помощью созвездия Кассиопеи. Сие созвездие, хорошо заметное на фоне Млечного Пути, напоминает букву «M» или «W» (как вам нравится)… Полярная звезда расположена на прямой линии слева от центральной звезды Кассиопеи.
И вот когда Полярная звезда найдена, то стороны света определяются по ней — когда вы смотрите прямо на звезду, то вы смотрите на север. С правой же стороны будет восток, ну и т.д…
Полярная Звезда где находится. 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:
- 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 .
Звезды Малой Медведицы — созвездия, к которому принадлежит Полярная звезда
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.
- 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.
Вокруг Полярной звезды находится множество звезд, которые намного ярче
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.
- 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.
