Polārzvaigzne (Polaris): Ziemeļzvaigzne, cefeīda zvaigzne un navigācija
Polārzvaigzne (Alpha Ursae Minoris) ir pazīstama kā Polārzvaigzne jeb Ziemeļzvaigzne, jo tā atrodas ļoti tuvu debesu ziemeļu polam un no Zemes ziemeļu puslodes šķiet stacionāra.
Atrodas un loma navigācijā
Tā ir spožākā zvaigzne Ursa Minor zvaigznājā un atrodas gandrīz tieši virs Zemes ziemeļpola. Tas nozīmē, ka, vērojot Polārzvaigzni, var noteikt debess ziemeļu virzienu — tāpēc gadsimtiem ilgi jūrnieki un ceļotāji ziemeļu puslodē izmantoja to, lai atrastu kursu un noteiktu atrašanās vietu okeānā vai uz zemes. Praktiski — zvaigznes augstums virs horizonta aptuveni atbilst novērotāja ģeogrāfiskajai platumam.
Polārzvaigznes sistēma
Polārzvaigzne nav viena vienkārša zvaigzne, bet daudzkomponentu sistēma. Galvenā zvaigzne, bieži saukta par Polaris A, ir spoža dzelteni balta milze. Tā ir daļa no trīszvaigžņu sistēmas — tai ir ļoti tuva pundurzvaigzne (Polaris Ab) un attālāks pavadoņs Polaris B, kas riņķo simtiem līdz tūkstošiem AU attālumā.
Polaris B ir pietiekami spoža, lai to varētu redzēt ar nelielu teleskopu; to 1780. gadā atklāja Viljams Heršels, izmantojot savu atstarojošo teleskopu. Savukārt pundura rakstura pavadoņa (Ab) esamība tika prognozēta 1929. gadā, un to pamanīja tikai vēlāk, izmantojot modernākus instrumentus. Punduris riņķo ļoti tuvu A zvaigznei — aptuveni tikpat tuvu cik Urāns riņķo ap mūsu Sauli — savukārt Polaris B atrodas daudz tālāk, ar orbītu simtiem vai tūkstošiem astronomisko vienību.
Fizikālās īpašības un cefeīda mainīgums
Galvenā zvaigzne Polaris A ir klasisks cefeīdu mainīgā zvaigzne. Cefeīdi svārstās periodā un spožumā — Polara periodam ir apmēram 4 dienas (aptuveni 3,97 dienas), taču tās amplitūda ir samērā maza un laika gaitā ir mainījusies. Tā ir vistuvāk novērotajiem cefeīdiem mūsu Piena Ceļā, tādēļ tās īpašības ir ļoti svarīgas astronomiem, jo cefeīdu spožuma-perioda attiecība ļauj noteikt attālumus uz lielākiem attālumiem.
Polaris A masa ir dažādos pētījumos novērtēta kā daži reizes lielāka par Sauli (parasti min apmēram 4–6 reizes), un tās izmēri ir desmitiem miljonu kilometru — dažos avotos minēts aptuveni 45 miljonu kilometru diametrs (tas ir aptuvens novērtējums). Tā ir daudz lielāka un spožāka nekā Saule, bet precīzas vērtības var atšķirties atkarībā no mērījumu precizitātes un modeļiem.
Precesija — kāpēc Polārzvaigzne nav bijusi vienmēr "ziemeļzvaigzne"
Vietu debesīs, uz kuru norāda Zemes ziemeļu polis, laika gaitā lēnām maina Zemes ass precesija — šī kustība ilgst aptuveni 26 000 gadu ciklu. Tādēļ Polārzvaigzne nav bijusi vienmēr un nebūs mūžīgi Ziemeļzvaigzne. Ap 3000 gados pirms mūsu ēras par Ziemeļzvaigzni vairāk bija pazīstama blāva zvaigzne Tūbana (Thuban) Drako zvaigznājā. Polārzvaigzne kļuva par galveno ziemeļzvaigzni ap 500. gadu pēc mūsu ēras, un tā pietuvosies visīsākajam punktam tieši virs Zemes ziemeļu poliem ap 2102. gadu. Pēc tam tā atkal sāks attālināties un šī “pole star” loma pāries uz citām zvaigznēm nākamajos tūkstošos gadu.
Attālums un nozīme astronometrijā
Lai gan Polārzvaigzne ir relatīvi tuva zvaigznēm, tās precīzs attālums agrāk nebija pilnīgi skaidrs. Daudzi jaunākie mērījumi liecina par attālumu aptuveni 434 gaismas gadu (aptuveni 133 parseku). Tomēr dažādu mērījumu un analīžu rezultāti atšķiras, un reizēm tiek minētas lielākas vai mazākas vērtības — pat atšķirības līdz aptuveni 30 %. Precīzs Polārzvaigznes attālums ir sevišķi svarīgs, jo tā ir mūsu vistuvākā pazīstamā cefeīda mainīgā zvaigzne, un tās parametri palīdz kalibrēt cefeīdu spožuma-perioda attiecību — viena no galvenajām "tālmēra" metodēm kosmoloģijā un galaktiku attālumu noteikšanā (astronomisko attālumu skalā).
Dienvidu puslode
Lai gan diaspora un tehnoloģijas mūsdienās ļauj atrast debess polus bez vienas konkrētas spožas zvaigznes, dienvidu puslodē nav nevienas tik spožas un izteiktas zvaigznes, kas pildītu Polārzvaigznes lomu. Tuva analoga nav — Sigma Octantis (bieži dēvēta par Dienvidu Polārzvaigzni) ir pārāk blāva, lai būtu praktiska orientēšanās zvaigzne bez optiskiem palīglīdzekļiem.
Secinājums
Polārzvaigzne ir ne tikai simbols un praktisks orientieris; tā ir arī nozīmīgs objekts astronomiskajos pētījumos, īpaši tāpēc, ka ir mūsu tuvumā esošs cefeīds. Polārzvaigznes sistēma ir daudzkomponentu, tās mainīgais raksturs un pozīcija debesīs padara to par vērtīgu 'kosmisko laboratoriju' zvaigžņu evolūcijas, orbitālo mijiedarbību un kosmiskā mēroga attālumu noteikšanas izpētei.
Polārā zvaigzne, kā to redz Hubeļa kosmiskais teleskops
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Polārzvaigzne?
A: Polārzvaigzne (Alpha Ursae Minoris) ir Polārzvaigzne jeb Ziemeļzvaigzne. Tā ir spožākā zvaigzne Ursa Minor zvaigznājā un atrodas gandrīz tieši virs Zemes ziemeļpola.
J: Kā Polārzvaigzne ir izmantota vēsturiski?
A: Gadsimtiem ilgi jūrnieki ziemeļu puslodē izmantoja Polārzvaigzni, lai noskaidrotu, kur viņi atrodas okeānā un kurā virzienā viņi pārvietojas.
J: Vai Polārzvaigzne ir daļa no vairāku zvaigžņu sistēmas?
A: Jā, tā ir daļa no trīszvaigžņu sistēmas ar ļoti tuvu divzvaigžņu pundurzvaigzni un lielāku zvaigzni Polārīti B, kas riņķo 2400 AU attālumā.
J: Kad Polārzvaigzne kļuva par ziemeļzvaigzni?
A: 3000. gadā p.m.ē. vāja zvaigzne, ko sauca par Tubānu Drako zvaigznājā, bija ziemeļzvaigzne. Tomēr Polārzvaigzne kļuva par ziemeļzvaigzni tikai ap 500. gadu pēc mūsu ēras.
J: Cik ilgi Polārā zvaigzne atradīsies vistuvāk Zemes ziemeļu polam?
A: Tā pietuvosies taisni virs Zemes ziemeļu poliem līdz kādam 2102. gadam, tad atkal attālināsies. Tā būs vistuvāk Zemes ziemeļu polam līdz aptuveni 3000. gadam pēc mūsu ēras.
J: Kāda tipa zvaigzne ir Polārzvaigzne A?
A: Galvenā zvaigzne Polaris A ir milze ar 4,5 reizes lielāku masu nekā Saule un 45 miljonu kilometru diametru. Tā ir klasificēta arī kā klasiskā cefeīdu mainīgā zvaigzne - viena no mums tuvākajām mūsu Piena Ceļa galaktikā.
J: Vai ir līdzvērtīga Dienvidpola zvaigzne?
A: Nē, nav līdzvērtīgas Dienvidpola zvaigznes, kas pildītu līdzīgu lomu kā Polārzvaigzne tiem, kuri atrodas Zemes dienvidu puslodes reģionos.
