Polaris, également connue sous le nom d’étoile polaire, Alpha Ursae Minoris ou étoile d’Arcady, est l’étoile la plus brillante de la constellation d’Ursa Minor.
Polaris est remarquable pour être actuellement l’étoile brillante la plus proche du pôle nord céleste. Le pôle marque le vrai nord, ce qui rend l’étoile polaire importante pour la navigation, car l’élévation de l’étoile au-dessus de l’horizon correspond étroitement à la latitude de l’observateur.
L’étoile polaire a la réputation d’être brillante, mais elle ne fait pas partie des 10 ou même des 40 étoiles les plus brillantes du ciel nocturne. Elle n’est que la 48e étoile la plus brillante, et doit sa réputation au fait qu’elle est l’étoile relativement brillante (deuxième magnitude) la plus proche du pôle nord céleste.
Polaris est également l’étoile qui marque la fin de l’anse de la Petite Ourse. Elle est distante de la Terre d’environ 434 années-lumière ou 133 parsecs.
Polaris porte de nombreux noms différents, notamment étoile du Nord, étoile polaire, Lodestar, étoile guide, et Cynosūra, dérivé du grec κυνόσουρα pour « la queue du chien ». Dans l’Antiquité grecque, Ursa Minor était considérée comme représentant un chien, et non un ours.
La vue rapprochée sur le système stellaire trinaire Polaris. Crédit : NASA, ESA, N. Evans (Harvard-Smithsonian CfA) et H. Bond (STScI)
La plupart des noms utilisés pour Alpha Ursae Minoris (Alpha UMi) reflètent le rôle de l’étoile comme étoile polaire. Le nom Polaris lui-même est une ellipse pour Stella Polaris, le mot latin pour « étoile polaire ». En latin, l’étoile est également connue sous le nom de Stella Maris, ou « l’étoile de la mer ». Dans l’astronomie islamique médiévale, Polaris était connue sous le nom de Mismar, qui signifie « aiguille » ou « clou », al-kaukab al-shamaliyy ou « l’étoile du nord », et al-kutb al-shamaliyy ou « l’axe (ou le fuseau) du nord ».
Alpha Ursae Minoris est légèrement éloignée du pôle, ce qui fait un cercle autour d’elle d’environ 1,5 degré de diamètre. En raison de la précession de 26 000 ans de l’axe de la Terre, le pôle céleste se rapproche actuellement de Polaris. Lorsqu’il atteindra la séparation de 14 minutes d’arc vers l’an 2105, le pôle commencera à s’éloigner à nouveau de l’étoile. Finalement, une autre étoile prendra le relais comme repère de navigation pour le nord vrai.
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Comment trouver l’étoile polaire
Parce que la Petite Ourse n’est pas assez brillante pour être vue depuis des zones où il y a trop de pollution lumineuse, la façon la plus simple de localiser l’étoile polaire est d’utiliser les étoiles de la Grande Ourse, plus grande et plus brillante, dans la constellation voisine d’Ursa Major.
Polaris, l’étoile polaire, est trouvée en imaginant une ligne allant de Merak (β) à Dubhe (α), puis en la prolongeant sur cinq fois la distance après Dubhe (α). Légende : α UMa (Dubhe), β UMa (Merak), γ UMa (Phecda), δ UMa (Megrez), ε UMa (Alioth), ζ UMa (Mizar), η UMa (Alkaid) et α Ursae Minoris (Polaris), image : Alex Zelenko
Les étoiles Dubhe et Merak dans Ursa Major, également appelées les pointeurs, sont le moyen le plus facile de trouver Polaris. Ce sont les deux étoiles brillantes qui délimitent la partie extérieure du bol de la Grande Ourse. Une ligne imaginaire passant par ces étoiles mène directement à l’étoile polaire. Polaris est située à environ cinq fois la distance entre les étoiles du Pointeur. C’est la première étoile brillante dans cette direction.
La Grande Ourse complète un cercle autour de Polaris toutes les 23 heures et 56 minutes, les étoiles Pointeurs pointant toujours vers l’étoile polaire.
Les seules étoiles brillantes proches qui sont facilement visibles sont Kochab et Pherkad, qui font également partie de la Petite Ourse. Ces deux étoiles sont connues sous le nom de « gardiens du pôle » car elles semblent marcher autour de l’étoile polaire comme des sentinelles.
Polaris marque l’extrémité du manche de la Petite Ourse, ou le bout de la queue de la Petite Ourse. Les étoiles de la Petite Ourse sont relativement faibles et ne peuvent être vues sans jumelles que dans de bonnes conditions, avec un ciel dégagé, sans pollution lumineuse, et peu ou pas de clair de lune.
Étoile polaire
Polaris se trouve presque en ligne directe avec l’axe de rotation de la Terre, c’est-à-dire presque exactement « au-dessus » du pôle Nord. L’étoile est presque immobile, toutes les autres étoiles du ciel boréal semblant tourner autour d’elle. L’étoile polaire ne se lève ni ne se couche jamais la nuit, mais reste presque dans la même position au-dessus de l’horizon boréal tout au long de l’année, tandis que les autres étoiles semblent tourner autour d’elle. Pour les observateurs du pôle Nord, l’étoile se trouve directement au-dessus de leur tête. Pour les observateurs de New York, elle se trouve à 41 degrés au-dessus de l’horizon nord, ce qui correspond à la latitude de la ville. Pour les observateurs situés à l’équateur, Polaris se trouve juste à l’horizon. L’étoile s’accroche plus haut dans le ciel à mesure que l’on va vers le nord et descend sous l’horizon pour les observateurs de l’hémisphère sud.
Système stellaire de Polaris, image : NASA
Polaris était utilisée comme étoile polaire par les navigateurs au moins depuis l’Antiquité tardive. Elle se trouve actuellement à 0,7° du pôle et tourne autour de celui-ci dans un petit cercle d’environ un degré et demi de diamètre.
Polaris n’a pas toujours été l’étoile polaire. Vers l’an 2500 avant JC, le pôle céleste se trouvait près de Thuban, situé dans la constellation du Draco. Vers l’an 400 avant Jésus-Christ, le pôle était plus proche de Kochab, Beta Ursae Minoris, que d’Alpha UMi. Vers l’an 14 000, Véga, beaucoup plus brillante, dans la constellation de la Lyre, sera l’étoile la plus proche du pôle.
Polaris fera son approche la plus proche du pôle le 24 mars 2100, lorsqu’elle s’en approchera à seulement 27,15 minutes d’arc. Après le 21e siècle, le pôle céleste s’éloignera de Polaris et, au 41e siècle, il s’approchera de Gamma Cephei dans la constellation de Céphée.
Contrairement au pôle céleste nord, le pôle de l’hémisphère sud n’a pas d’étoile brillante assez proche pour être appelée étoile polaire, et il n’en aura pas non plus pendant les 2 000 prochaines années. L’étoile la plus proche du pôle sud est Sigma Octantis, située dans la constellation d’Octans. Avec une magnitude visuelle de 5,45, elle peut à peine être vue sans jumelles, ce qui ne la rend pas très utile pour la navigation.
SYSTÈME ÉTOILÉ
Polaris n’est pas une seule étoile, mais un système stellaire multiple. Le composant principal, Alpha Ursae Minoris Aa, est une étoile supergéante jaune évoluée appartenant à la classe spectrale F7. Elle est 2 500 fois plus lumineuse que le Soleil, 4,5 fois plus massive, et son rayon est 46 fois supérieur à celui du Soleil. L’étoile est classée comme une céphéide variable, montrant des pulsations sur une période d’environ quatre jours.
Polaris A, image : NASA
Polaris A est une variable céphéide de population I classique. C’est la variable céphéide la plus brillante du ciel. Les variables céphéides sont des étoiles que les astronomes utilisent pour mesurer les distances aux galaxies et aux amas. La luminosité de l’étoile polaire varie de 0,03 magnitudes sur une période de 3,97 jours. Sa variabilité avait été théorisée depuis 1852, mais n’a pas été confirmée avant 1911, lorsque l’astronome danois Ejnar Hertzsprung a confirmé la variation.
L’amplitude et la période des variations de Polaris A ne sont pas restées les mêmes depuis sa découverte. Avant 1963, l’amplitude était supérieure à 0,1 magnitude et diminuait lentement. Elle a diminué assez rapidement après 1966 jusqu’à atteindre 0,05 magnitude, et a été erratique mais est restée dans cette gamme depuis. La période des variations a augmenté plus ou moins régulièrement jusqu’en 1963, où elle est restée constante pendant 3 ans, puis a recommencé à augmenter. Actuellement, les mesures montrent une augmentation régulière de 3,2 secondes par an.
Diagramme montrant comment trouver l’étoile Polaris en suivant les étoiles pointeurs dans la Grande Ourse.
Alpha Ursae Minoris Aa a deux compagnons. Celui qui est le plus proche de la supergéante, désigné Alpha Ursae Minoris Ab, est une naine appartenant à la classe spectrale F7. Elle se trouve à une distance moyenne de 17 unités astronomiques et a une période orbitale d’environ 29,6 ans. L’étoile a une orbite fortement excentrique qui l’amène entre 27 et 6,7 unités astronomiques de la composante primaire.
L’étoile plus éloignée de la supergéante, désignée Alpha Ursae Minoris B, se trouve à 18 secondes d’arc. C’est une étoile naine avec la classification stellaire F3 1,4. Elle se trouve à au moins 2 400 unités astronomiques de Polaris A et a une période orbitale d’au moins 42 000 ans. Polaris B a été découverte par William Herschel en 1780. Il peut être vu dans un télescope modeste.
Polaris a également deux compagnons plus éloignés, Alpha UMi C et Alpha UMi D.
Polaris est le plus brillant d’un petit demi-cercle d’étoiles connu sous le nom d' »anneau de fiançailles ». Les étoiles se trouvent dans un champ qui a une largeur de six degrés.
Le pôle nord céleste se trouve à peu près à mi-chemin entre Polaris et Lambda UMi.
Polaris – Alpha Ursae Minoris. Image : NASA/ESA/HST, G. Bacon (STScI)
La nature binaire de Polaris A a été confirmée en 1929 après un examen du spectre de l’étoile. Les trois composants du système stellaire ont été révélés dans les images Hubble en janvier 2006.
Polaris pourrait être 2,5 fois plus brillante aujourd’hui que lorsque l’astronome grec Ptolémée a observé l’étoile, selon une récente recherche dirigée par Scott Engle de l’Université Villanova en Pennsylvanie.
La recherche, basée sur des enregistrements historiques et présentée dans une session d’affiches lors de la réunion de l’American Astronomical Society à Washington, D.C., en janvier 2014, ont révélé que l’étoile est passée de la troisième à la deuxième magnitude depuis l’époque de Ptolémée. Engle et son équipe ont utilisé des mesures historiques de l’étoile effectuées par Ptolémée en l’an 137, l’astronome perse Al Sufi en 964, l’astronome danois Tycho Brahe au XVIe siècle, et d’autres.
Polaris : Alpha Ursae Minoris
Constellation : Ursa Minor
Distance : 325 – 425 années-lumière (99 – 129,5 parsecs)
Coordonnées:
Alpha Ursae Minoris A – 02h 31m 49,09s (ascension droite), +89°15’50,8″ (déclinaison)
Alpha Ursae Minoris B – 02h 30m 41,63s (ascension droite), +89°15’38.1″ (déclinaison)
Magnitude apparente : 1,98v (Alpha Ursae Minoris Aa), 9,2 (Alpha Ursae Minoris Ab), 8,7 (Alpha Ursae Minoris B)
Magnitude absolue : -3,6 (Alpha UMi Aa), 3,6 (Alpha UMi Ab), 3,1 (Alpha UMi B)
Classe spectrale : F7Ib (Alpha UMi Aa), F6V (Alpha UMi Ab), F3V (Alpha UMi B)
Type de variable : Céphéide classique (Alpha UMi Aa)
Masse : 4,5 masses solaires (Alpha UMi Aa), 1,26 (Alpha UMi Ab), 1,39 (Alpha UMi B)
Radius : 46±3 rayons solaires (Alpha UMi Aa), 1,04 (Alpha UMi Ab), 1,38 (Alpha UMi B)
Luminosité : 2 500 luminosités solaires (Alpha UMi Aa), 3 (Alpha UMi Ab), 3,9 (Alpha UMi B)
Température : 6 015 K (Alpha UMi Aa), 6 900 (Alpha UMi B)
Désignations : Polaris, Alpha Ursae Minoris, étoile polaire, 1 Ursae Minoris, Cynosura, Alruccabah, étoile d’Arcady. Navigatoria, Yilduz, Mismar, HR 424, BD +88°8, HD 8890, SAO 308, FK5 907, GC 2243, ADS 1477, CCDM 02319+8915, HIP 11767
L’emplacement de Polaris. Image : Torsten Bronger
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