Что определяют по полярной звезде
§ 67. Определение широты места по меридиональной или близмеридиональной высотам светил и Полярной звезде
Общее описание Полярной звезды
Северная полярная звезда Земли — это не одиночное небесное тело. Она состоит из главного светящегося объекта под названием α Umi Аа и прилегающих спутников α Umi B и α Umi Ab. Кроме того, существуют еще два космических компонента α Umi С и α Umi D, которые удаленно относятся к ней.
В Малую Медведицу включается именно спутник α Umi B, обнаруженный английским астрономом Уильямом Гершелем в 1780 году. Эта группа звезд является одной из самых легко узнаваемых, как и созвездия Большой Медведицы, Кассиопеи и пояса Ориона.
Человечеству известны следующие факты:
Полярная звезда — самая яркая на звездном небе, что очень помогает в процессе ориентирования в ночное время. На её положение основываются не только путешественники, но и рыбаки, охотники. А в затруднительных случаях знания о поиске сторон горизонта по Полярной звезде могут спасти человеку жизнь.
Полярная звезда указывает на северный полюс
Как найти Полярную звезду на небе
Полярная звезда в созвездии Малой Медведицы является самым ярким светилом, однако её легко можно спутать с другой. Поэтому в первую очередь поиск этого звёздного ориентира на небесной сфере производится с помощью созвездий. Данный метод отличается точностью, так как взаимосвязанные светила не перемещаются относительно друг друга.
Проводить поиски и вычисления на звёздном небе лучше в не пасмурную погоду, когда оно не заслоняется облаками и полностью просматривается. При этом искать Северную звезду можно и не только основываясь на положение близких к ней групп светящихся космических тел.
Схема как найти полярную звезду
По Большой Медведице
Первый способ позволяет просто и быстро найти Полярную звезду в любое время года. Созвездие Большой Медведицы, в отличие от Малой, более заметно и знакомо даже не опытным наблюдателям.
В Северном полушарии Медведица виднеется в течение всего календарного года, но за это время меняет своё положение. Это значит, что зимой она находится возле линии горизонта. Затем против часовой стрелки движется к востоку, при этом “хвост” направлен вниз, и поздней весной достигает зенита. Летом движется вниз на западной стороне.
Всматриваясь в ночное небо, кажется, что Большая Медведица объединяет всего 7 небесных светил, однако на самом деле их гораздо больше. Найти цефеиду по этому созвездию не только просто, но и очень интересно. Для этого необходимо следовать алгоритму действий:
Используя данный метод поиска Северной звезды, нужно убедиться, что линией соединяются именно Большая и Малая Медведицы. При этом у основного большого созвездия должны отчётливо виднеться 7 звёзд. Новички часто путают настоящую Полярную с Венерой или одинокой звездой Сириус, так как они сильно бросаются в глаза в процессе вычислений.
Большая и малая медведицы
С помощью компаса и карты
Не исключено, что звёздное небо не будет идеально просматриваться. Погодные условия и местоположения путника могут усложнить поиски Полярной звезды. Но если срочно необходимо определить север и, соответственно, другие стороны горизонта, можно использовать такие приспособления ориентировщикам, как карта и компас.
Если работа ведется не с электронным, а магнитным компасом, необходимо учитывать действие магнитных полей на стрелку прибора. При расчетах делается поправка на величину магнитного склонения. Так Путеводный ориентир будет определен точнее.
Метод с картой и компасом заключается в следующем:
Для чистоты измерений, нужно соблюдать основное правило: исследования не должны проводиться вблизи ЛЭП или железных дорог. Иначе электромагнитные волны исказят показания.
Если небо закрыто облаками, в поисках поможет карта и компас
По Кассиопее
Северную звезду помогают найти и другие группы связанных светил. Метод с помощью известного созвездия Кассиопея не сложнее, чем использование Большой Медведицы.
Кассиопея расположена на противоположной стороне от большого ковша. Данные созвездия отчётливо виднеются на ночном небе, как и Путеводная звезда. Она находится между ними.
Проведение расчётов по этому методу основывается на следующих действиях:
Этот метод помогает ориентироваться на местности в летнее время года, если наблюдать находится вблизи экватора. В этом месте Большая Медведица расположена за линией горизонта, поэтому наблюдение за созвездием становится невозможным.
По звезде Лебедя
Отыскать цефеиды на небесной сфере с помощью звезды Лебедя способны люди, у которых имеются определённые навыки в астрономии. Этот метод считается сложным, так как Лебедь — это не самая яркое и заметное светило. Однако поиск по Лебедю может помочь в случае, когда облака заслоняют часть неба и даже саму Полярную.
Для проведения исследования необходимо проделать следующее:
Поиск по созвездию Лебедя считается сложным
По Ориону
Этот способ также считается не простым, но его можно использовать при опыте проведения вычислений в астрометрии. Поиск по Ориону пригодится в том случае, если определить северное направление сложно из-за облаков, перекрывающих части небесной карты.
Как искать Путеводную звезду с помощью созвездия Ориона:
Способ поиска ориентира с помощью созвездия Ориона используется только в осенне-зимний период. Во-первых, именно в это время светила находятся на верном расстоянии, при котором можно точно определить север. Во-вторых, пояс Ориона виден на небе Северного полушария только осенью и зимой.
Как ориентироваться по Полярной звезде
В случаях, когда у заблудившегося путника нет возможности воспользоваться современными гаджетами или компасом для навигации на местности, нельзя паниковать и забывать об альтернативных методах использования природных ориентиров. В северных районах наиболее распространённый способ — это ориентирование по Полярной звезде.
Существует несколько преимуществ определения сторон горизонта именно по данному светилу. Полярная звезда всегда находится вблизи земной оси вращения, поэтому её положение почти неизменно. А также звезду можно разглядеть без специального оборудования, невооруженным взглядом. Благодаря этому вычисления по ночному небу становятся простыми и доступными для любого путника.
Полярная звезда, спасла не мало человеческих жизней
Направление на север
Даже не опытным туристам известно, как определить стороны света, наблюдая за Путеводным светилом. Для этого необходимо повернуться лицом к Полярной звезде и представить прямую линию, которая направляется перпендикулярно к горизонту.
Так точно перед лицом наблюдателя окажется север, за спиной, соответственно, юг. От точки пересечения луча с линией поверхности Земли восток расположен с правой стороны, а запад — с левой.
Данный метод может быть точнее показаний компаса. При этом он не отличается сложностью. Однако использовать Северную звезду в качестве ориентира можно только в темное время суток.
Как определить широту
Северное светило обладает ещё одной исключительной особенностью. Измеряя её высоту над горизонтом, можно определить широту.
Из-за близкого расположения к географическому полюсу этот небесный объект практически не перемещается, однако в зависимости от места наблюдения видно, что высота светила над линией горизонта варьируется. Если проводить вычисления на Северном полюсе, светило окажется в зените, а на экваторе, оно будет находиться, почти касаясь линии горизонта. В итоге значение угла будет равняться широте той или иной местности.
Мореплаватели прошло времени всегда знали, как определить широту своего местонахождения, и проделывали измерения высоты звёздного ориентира каждую ночь.
Измерение широты по полярной звезде
Несколько полезных моментов
По Полярной звезде можно определить поправку магнитного компаса, необходимую для точности выбора направления движения и решения других задач. Для этого определяют, насколько направление северного конца магнитной стрелки компаса отличается от направления на Полярную звезду, а затем эту поправку учитывают при ориентировании карты.
Читайте подробнее про поправку компаса по Полярной звезде…Также важно отметить, что Полярной звездой именуется именно поляриссима (видимая звезда, находящаяся ближе всего к оси вращения Земли) в северном полушарии. В южном полушарии также имеется поляриссима, которую изредка называют Южной звездой, но она не такая яркая, как Полярная, и слабо видна на ночном небе, из-за чего намного реже используется для ориентирования.
Интересно и то, что в роли Полярной звезды не всегда выступала нынешняя альфа созвездия Малой Медведицы. Дело в том, что из-за прецессии земной оси звезды постепенно меняют свое положение относительно северного полюса. Так, например, в период с 1500 года до н.
Полярной звездой была β этого созвездия, а после 4100 года поляриссимой в северном полушарии будет гамма Цефея в то время, как альфа Малой Медведицы сместится на угол более 11 градусов от северного полюса Земли. Как видим, процесс смены Полярной звезды происходит очень медленно и для человека в течение его жизни практически не играет никакого значения.
Автор: Максим Чечетов
Узнайте также:
Как уже отмечалось в статье о небесной сфере, при некоторой сноровке, видя картину звездного неба над головой, можно достаточно точно сориентироваться на местности, ведь в зависимости от точки наблюдения, изменяется и «звездная карта» над головой.
Однако, по одному только общему виду звездного неба довольно трудно определить точную географическую широту места наблюдателя. И тут нам на помощь приходит, хотя и не самая заметная, но одна из самых важных звезд — полярная звезда, а точнее — метод определения широты по высоте полюса мира.
Метод определения широты места по Полярной звездеНаблюдатель, находясь на поверхности Земли в точке К, увидит полюс мира в точке Р. Ось мира и ось вращения Земли параллельны, так как расстояние до полюса мира бесконечно большое. Угол МОК является широтой места, а угол ВКР — высотой полюса мира. Угол МОК равен углу ВКР, как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Следовательно, географическая широта места наблюдателя равна высоте полюса мира, т. е. ф=hp.
Почему Полярная звезда так известна
Если наблюдать за ночным небом, то Полярную звезду не сразу можно распознать. Существует мнение, что она намного ярче других или светится другим цветом. Однако это ошибочное представление о звезде.
Этот объект знаменит по другим причинам. Во-первых, данное светило близко находится к географическому полюсу. Наблюдая за ней, можно всегда найти север. Благодаря этому люди веками выстраивали точные маршруты, путешествовали, не сбиваясь с пути, даже в море.
Во-вторых, в течение 24 часов все звёздные объекты совершают полный оборот, а Путеводная звезда не меняет своего положения. Объяснением этому является расположение точно на линии, соединяющей север и юг, а также в центре, вокруг которого совершается вращение остальных светящихся объектов на небесной сфере.
В-третьих, за счёт Полярной звезды можно не только сориентироваться и определить стороны света, но и вычислить широту своего местонахождения. Для этого необходимо определить её высоту, которая предоставляет собой угол между направлением на звезду и горизонтом. Найденное число и будет являться широтой.
С давних времен небесная точка на полюсе мира имела большое значение для астрономии, а также ценилась мировыми путешественниками и первооткрывателями. При этом только жители Северных районов могут её обнаружить. В южном полушарии нет яркого ориентира, приближенного к мысленной линии полюса.
Полярная звезда не меняет своего положения на небе
Ориентирование по созвездию Орион
Три наиболее яркие звезды образуют пояс Ориона. Он располагается на небесном экваторе, что гарантирует точное определение восточного и западного направления вне зависимости от широты места наблюдения.
Легче всего найти созвездие зимой в Северном полушарии, а в южном – летом. Точка, которую пересекает пояс на горизонте при заходе, является точным направлением на запад. Восток определить намного сложнее, ведь найти созвездие удастся, когда пояс взойдет над горизонтом. Точка пересечения при восходе и есть восток.
Интересные факты о Полярной звезде
Полярная звезда не является самой яркой на небе
Многие люди, не имеющие глубоких знаний в астрономии, полагают, что Полярная звезда самая знаменитая, а значит самая яркая. Это достаточно распространённое заблуждение.
Данное космическое тело занимает 46 место в списке самых ярких светил. Поэтому если проводить наблюдение за звёздным небом в городской среде, то Полярную звезду отыскать не просто. При этом она считается самым ярким объектом в созвездии Малой Медведицы.
Причина такого ошибочного мнения кроется не только в общей известности, но и в её роли, как основного природного ориентира. Однако основной особенностью Полярной считается её неподвижное состояние, благодаря местоположению вблизи оси вращения Земли.
Полярная звезда стала ярче с течением времени
Вывод о том, что цефеида ранее была менее яркой — это доказанный факт. Показатель яркости увеличился на 15 % за последние 100 лет.
Ученый Скотт Энгл решил не останавливаться на изученном и проанализировать материалы работ астрономов прошлого, начиная с Птолемея (137 год н.э.). После проведенного исследования, он сделал вывод о том, что светящийся небесный объект на полюсе на данный момент стал более ярким в 2,5 раза, чем 2000 лет назад. Эти результаты противоречат современной теории о звездной эволюции, тем не менее, они были опубликованы в популярном научном журнале Science.
Полярная звезда имеет множество имен
Альфа Малой Медведицы является Полярной только для Земли
Данное светило имеет особое положение только на небе Земли. Оси вращения других планет не совпадают с земной, точно так же, как и наклон к орбитам. Поэтому для каждой планеты на полюсе зафиксирована своя Поляриссима.
Например, Киносура видна и на Марсе. Но для него в качестве Полярной звезды на юге определена Каппа Парусов, а на Северном полюсе расположены две звезды — Садр и Денеб, которые относятся к созвездию Северного креста.
Возраст сверхгиганта
На данный момент цефеида относится к классу сверхгигантов, жизненный цикл которых кратковременен. Такие звезды являются очень старыми по своим физическим характеристикам, однако это не означает, что их фактический возраст действительно большой. На самом деле цефеиде не больше 70-80 миллионов лет.
На сегодняшний момент можно разглядеть, что она имеет жёлтый цвет. Но звезда не всегда была сверхгигантом. Вероятнее всего в начале своего появления она была светло-голубой и имела температуру выше примерно в три раза нынешней.
Самая необычная цефеида
Нестабильность звездного свечения возникает по причине преобразования водорода в гелий. В результате чего ядро сжимается, а внешняя оболочка, наоборот, расширяется. Так звезда испытывает колебания не только в блеске, но и температуре и размерах.
Для глаз человека такие изменения не заметны. Тем не менее, пульсации Северной звезды имеют точную периодичность. На данный момент зафиксировано, что колебания повторяются каждые 3,97 суток.
Полярная звезда является одной из самых интересных и необычных изученных космических тел. Она представляет собой целую систему из трех звезд, одна из которых совершает определенные пульсации. А её местоположение на небе даёт возможность ориентироваться без использования специальных технических средств и составлять маршруты на незнакомой местности.
Была ли полезна для Вас данная информация? Поделитесь в комментариях!
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).
Ориентирование с помощью полярной звезды
Древнейший способ ориентирования! Полярная звезда, спасла не мало человеческих жизней в те времена, когда ещё и картографии не было!
Надёжный, проверенный способ. Для его осуществления нам понадобится подходящее время суток — ночь и звёздное небо. Главную роль впрочем играет погода, ведь если звёзд не видно ничего не получится.
Нам нужна всего одна звезда «полярная» та что всегда находится на севере. Найти её не сложно, особенно если хорошо разбираеться в созвездиях, а также требуется немножко памяти чтобы раз и навсегда запомнить, как это делается! Обязательно научитесь этому если, до сих пор не умеете!
Всё просто, первым делом нужно найти созвездие «большая медведица». Наиболее яркие семь звёзд этого созвездия образую большой ковш, который нам и нужен. Если говорить о территории России, то он виден практически во всех регионах, исключая осенние месяцы в южных областях, когда созвездие находится ниже горизонта.
Найдя большой ковш, нужно найти и малый так называемую «малую медведицу». Возьмите две первых звезды ковша большой медведицы и проведите между ними мысленную прямую вверх, длинна которой равна примерно пяти расстояниям между взятыми звёздами. Мысленная линия уткнётся в край ручки малого ковша (малой медведицы), прямо в полярную звезду!
Развернитесь лицом к полярной звезде и расставьте руки в стороны, перед вами направление на север, сзади вас юг, запад находится по левую руку, а по правую лежит восток.
Данный способ применим только для северного полушария, на южном же пользуются созвездием «южный крест».
Как найти Полярную звезду на небе
Полярная звезда указывает на северный полюс мира и находится в созвездии Малая Медведица, в её хвосте, она самая крайняя. Найти Полярную звезду на небе можно по созвездию Большой Медведицы, которое гораздо заметнее и известно многим.
Знать, как найти Полярную звезду на небе, всегда полезно, ведь это одна из основ ориентирования на местности. Найдя её, можно точно узнать, где находится север, следовательно, и другие стороны света. В астрономии полярная звезда используется для настройки монтировки экваториального типа, ведь она остаётся неподвижной на небе при суточном вращении Земли.
Кроме того, Полярная звезда – одна из самых известных, просто в силу своего особого положения. Про неё полезно рассказать своим детям, найти и показать её на небе. Многие дети слышали про неё, но не знают, где она находится, так что это будет полезным для расширения знаний.
Как найти Полярную звезду на небе
Проще всего найти Полярную звезду с помощью Большой Медведицы. Её заметный ковш хорошо заметен на небе в северном полушарии в любое время года. Но учтите, что в течении года созвездия меняют положение, ведь небесная сфера вращается против часовой стрелки. Поэтому Большая Медведица зимой находится около горизонта, весной стоит «на хвосте» к востоку, поздней весной находится практически в зените, а летом начинает опускаться вниз на западе.
Малая Медведица, хотя и тоже выглядит в виде ковша, но эта фигура не такая заметная, да и звёзды в ней не такие яркие. Именно поэтому всегда проще отыскать сначала Большую Медведицу.
Полярную звезду после этого найти очень просто – достаточно провести воображаемую линию через две крайние звезды ковша Большой Медведицы и продолжить её дальше. Примерно на пятикратном расстоянии этой линии как раз и будет находиться Полярная звезда.
Как найти Полярную звезду на небе с помощью Большой Медведицы.
Неподалёку находится еще одно очень заметное созвездие – Кассиопея, в виде большой буквы W. Иногда именно это созвездие, благодаря своей интересной форме, первым попадается на глаза, а затем уже легко найти и Большую Медведицу.
Почему Полярная звезда так известна
Найдя Полярную звезду на небе впервые, вы наверняка будете разочарованы – она ничем не отличается от сотен и тысяч других. Многие почему-то думают, что она выглядит как-то по-особенному – ярче других или имеет другой цвет. Нет, это вполне заурядная звезда с яркостью +1.97m, по этому параметру занимающая скромное 50-е место в списке ярких звёзд.
Знаменита она совсем из-за другого. Она находится вблизи полюса мира, то есть практически точно указывает направление на север – отклонение составляет менее 1 градуса. Именно благодаря Полярной звезде веками люди находили путь по суше и по морю, прокладывая свои маршруты.
Ориентирование по Полярной звезде.
По этой звезде можно не только точно выяснить, где находится север, но и определить свою широту. Для этого достаточно измерить высоту полярной звезды над горизонтом – этот угол в градусах и будет широтой места наблюдения. Этим веками пользовались мореплаватели и путешественники всего мира. Поэтому Полярную звезду называли еще и путеводной – она указывает правильный путь, не даёт заблудиться.
Полярная звезда находится в направлении Северного полюса мира.
При суточном вращении Земли все звёзды за сутки совершают на небе полный оборот. И только Полярная звезда остаётся на месте. Потому что она находится точно в том месте, через которое проходит ось север-юг, вокруг которой и происходит вращение небесной сферы.
Такой снимок можно сделать с большой выдержкой. На нём каждая звезда оставляет след — трек, при движении по небу. А Полярная звезда — в центре, она не перемещается.
Поэтому Полярная звезда, несмотря на свою невзрачность, занимает особое положение и имеет особую важность. Кстати, в южном полушарии нет ни одной более-менее яркой звезды, близкой к южному полюсу мира. Так что жителям северного полушария в этом плане повезло – у них есть надёжный ориентир на небе.
Всегда ли Полярная звезда будет полярной
Со временем полярная ось Земли совершает прецессию, то есть она перемещается по кругу с радиусом в 23 градуса и смещается на 1.397 градуса за 100 лет. Поэтому в направлении Северного полюса периодически оказываются разные звёзды. Сейчас к нему ближе всего Полярная звезда, но так было и будет не всегда.
Даже сейчас Полярная звезда не находится точно в точке полюса – отклонение небольшое, меньше градуса, но всё-таки есть. В 2102 году это отклонение сократится всего до 27 угловых минут – это будет самое близкое к полюсу положение Полярной звезды. Затем она начнёт постепенно от него удаляться.
Прецессия земной оси. Иллюстрация из Википедии.
5000 лет назад полярной звездой была альфа Драконе – Тубан. А через 12000 лет полярной звездой станет Вега – одна из самых ярких звёзд на небе.
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.