Alfa Ursae Minoris

Alfa Ursae Minoris (α UMi, Polaris)

Polaris to najjaśniejsza gwiazda w konstelacji Małej Niedźwiedzicy oraz północna Gwiazda Polarna Ziemi. Jej obserwowana wielkość gwiazdowa wynosi 2,02m, a znajduje się w odległości około 430 lat świetlnych od Słońca.

Nazwa

Nazwa Polaris jest skrótem od łacińskiego Stella Polaris, co oznacza „Gwiazda Polarna”. Ze względu na jej unikalne położenie na sferze niebieskiej, gwiazda ta była znana pod różnymi innymi nazwami. Cynozura pochodzi z greckiego Κυνόσουρα (Kynosoura), co oznacza „Psi ogon”; jej etymologia jest niepewna. W XVII i XVIII wieku była często używana w kontekście naukowym. Johann Bayer określał Alfa Ursae Minoris włoską nazwą Tramontana, która mogła odnosić się do widoczności gwiazdy z Półwyspu Apenińskiego nad Alpami lub do starożytnych wyobrażeń o „górze niebieskiej” na dalekiej północy. Łacińska nazwa Navigatoria nawiązuje do jej znaczenia w astronawigacji. Hieronim ze Strydonu w swoim dziele Onomasticon użył określenia Stella Maris w odniesieniu do Maryi, co związane było z interpretacją jej imienia Miriam, jednak zostało skojarzone z morzem oraz najjaśniejszą gwiazdą konstelacji istotnej dla nawigatorów. Nazwa Stella Maris była później przypisywana również tej gwieździe, a matka Jezusa zyskała tytuł „Najświętsza Maria Panna Gwiazda Morza”. W 2016 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna formalnie zatwierdziła nazwę Polaris dla Alfa Ursae Minoris Aa.

Charakterystyka obserwacyjna

Polaris jest najbliżej bieguna niebieskiego spośród gwiazd widocznych gołym okiem. Choć jest jasna, nie jest najjaśniejszą gwiazdą na niebie; pod względem jasności wizualnej zajmuje 48. miejsce. Jej położenie na sferze niebieskiej sprawia, że ma prawie stałe miejsce, podczas gdy inne gwiazdy w ciągu nocy wschodzą i zachodzą, lub krążą wokół bieguna (gwiazdy okołobiegunowe). Od wieków była wykorzystywana do określania kierunków świata (zawsze widoczna na północy), w astronawigacji oraz do wyznaczania szerokości geograficznej. W rzeczywistości nie znajduje się dokładnie na biegunie, lecz zakreśla wokół niego okręgi o średnicy około 1,5 stopnia. Do końca XXI wieku będzie zbliżać się do bieguna, osiągając odległość kątową 27′9″ 24 marca 2100 roku, zanim zacznie się od niego oddalać. Zmiany jej położenia są wynikiem precesji osi ziemskiej.

Polaris jest gwiazdą potrójną. W 1780 roku William Herschel zauważył, że Gwiazda Polarna składa się z dwóch składników. Trzeci składnik systemu został odkryty w XX wieku na podstawie wpływu grawitacyjnego, jaki wywiera na główną gwiazdę układu, jednak ze względu na bliskość dostrzegano go dopiero w 2005 roku przy użyciu teleskopu Hubble’a, a zdjęcie opublikowano w styczniu 2006 roku.

Charakterystyka fizyczna

Alfa Ursae Minoris Aa (Polaris)

Główny składnik układu, widoczny gołym okiem, to biało-żółty nadolbrzym zaliczany do typu widmowego F. Gwiazda ta ma jasność 2500 razy większą niż jasność Słońca oraz temperaturę wynoszącą około 6000 kelwinów. Jej promień jest 45 razy większy niż promień Słońca, a na podstawie jej jasności i temperatury oblicza się, że jej masa jest około 6 razy większa od masy Słońca. W jej jądrze zakończyły się reakcje syntezy wodoru w hel, co sprawiło, że jest obecnie zmienną gwiazdą typu cefeid z amplitudą zmian jasności 0,03m oraz okresem 3,97 dnia. Zmiany te są spowodowane pulsacjami gwiazdy; odpowiada za nie nie składowa podstawowa, lecz pierwszy owerton. To najbliższa i najjaśniejsza z cefeid.

Alfa Ursae Minoris Ab

Bliski towarzysz nadolbrzyma również jest gwiazdą typu widmowego F (F6), jednak pozostaje na ciągu głównym (to żółto-biały karzeł). Ma obserwowaną wielkość gwiazdową około 9,2m, wielkość absolutną 3,6m oraz masę około 1,26 M☉. Składniki okrążają wspólny środek masy po ekscentrycznych orbitach, a ich odległość w przestrzeni zmienia się od 6,7 do 27 au (średnio 17 au). Cały cykl orbitalny trwa 29,6 roku.

Na podstawie ruchu orbitalnego składników Aa i Ab wyznaczono ich masy na około 4,5 M☉ (z dużą niepewnością) oraz 1,26 M☉.

Alfa Ursae Minoris B

Alfa Ursae Minoris B to gwiazda ciągu głównego klasyfikowana jako F3 V, o jasności 8,65m. Jej ruch własny jest zgodny z ruchem nadolbrzyma, co sugeruje ich grawitacyjne powiązanie. Na niebie oddalona jest o 18,1 sekundy kątowej od Polaris (pomiar z 2013 roku). Obiega składniki Aa i Ab w odległości co najmniej 2400 au, a jedno okrążenie wspólnego środka masy zajmuje jej co najmniej 42 tysiące lat.

Towarzysze optyczni

Polaris ma na niebie dwóch towarzyszy. Składnik C znajduje się w odległości 38,7 sekundy kątowej od nadolbrzyma i ma obserwowaną wielkość gwiazdową 13,8m; składnik D jest oddalony o 82,1″ i ma wielkość 14,3m (pomiary z 2009 roku). Gwiazdy te jednak mają inny ruch własny i są starsze od układu Polaris, co wskazuje brak zarejestrowanej emisji promieniowania rentgenowskiego przez teleskop kosmiczny Chandra. Nie są fizycznie powiązane z głównym układem.