Polaris: 北極星

北極星は、北極星、小熊座アルファ星またはアルカディの星としても知られ、小熊座で最も明るい星です。

北極星は現在北天球に最も近い明るい星であることで知られています。 北極は真北を示すので、北極星の地平線からの高さは観測者の緯度と密接に一致するため、北極星は航海において重要です。

北極星は明るいことで知られていますが、夜空で最も明るい星のトップ10にもトップ40にも入っていません。 48番目に明るい星にすぎず、北極に最も近い比較的明るい(2等星)星であることが、その評価の理由となっています。

ポラリスは、北極星、北極星、宿星、案内星、ギリシャ語のκυνόσουρα「犬の尾」に由来するCynosūraなど多くの異なる名称で呼ばれている。 古代ギリシャ時代、小熊座は熊ではなく犬を表すとされていた。

北極星三連星への近影。 Credit: NASA, ESA, N. Evans (Harvard-Smithsonian CfA), and H. Bond (STScI)

Alpha Ursae Minoris (Alpha UMi) に使われている名前のほとんどは、この星の極星としての役割に由来しています。 北極星という名前自体、ラテン語で “北極星 “を意味するStella Polarisを省略したものです。 ラテン語ではStella Maris、つまり「海の星」とも呼ばれる。 中世イスラムの天文学では、北極星は「針」や「釘」を意味するミスマル、「北極星」を意味するアルカウカブ・アルシャマリイ、「北軸(またはスピンドル)」を意味するアルカウトブ・アルシャマリイとして知られていた

小熊座α星は北極から少し外れていて、その周りをおよそ1.5度周回するようになっている。 2万6000年にわたる地軸の歳差運動の結果、天の北極は現在、北極星に近づいている。 2105年頃に14分角の距離になると、北極星は再び北極星から遠ざかり始める。

LOCATION

北極星の見つけ方

小北斗は光害の多い地域から見えるほど明るくないので、近くのおおぐま座の大きくて明るい北斗七星の星を使って北極星を見つける方法が最も簡単である。

北極星は、メラク(β)からドゥベ(α)までの線をイメージし、ドゥベ(α)以降はその5倍の距離まで延長して見つけることができる。 凡例:αUMa(ドゥベ)、βUMa(メラク)、γUMa(ペクダ)、εUMa(メグレズ)、ζUMa(ミザール)、ηUMa(アルカイド)、α小星(ポーラ)、画像はイメージです。 Alex Zelenko

大熊座のデュベ星とメラク星は、ポインターとも呼ばれ、北極星を見つけるのに最も簡単な方法です。 北斗七星のお椀の外側の輪郭を描いている2つの明るい星がそれです。 これらの星を通る仮想の線は、そのまま北極星につながる。 北極星は、ポインター星間の距離の約5倍に位置する。

北斗七星は23時間56分ごとに北極星のまわりを一周し、ポインタースターは常に北極星を指しています。

近くにある唯一の明るい星はコチャブとフェルカドで、これも小北斗星の一部となっています。 この2つの星は、北極星の周りを歩哨のように行進しているように見えるので、「北極の守護神」と呼ばれています。

北極星は小熊座の柄の端、つまり小熊座の尾の先端を指しています。

北極星

北極星は地球の自転軸とほぼ一直線上にあり、つまり北極星のほぼ「上」に位置しています。 この星はほとんど動かず、北の空にある他の星はすべてこの星を中心に回転しているように見えます。 北極星は夜間に昇ることも沈むこともなく、一年を通して北の地平線の上にほぼ同じ位置にあり、他の星はその周囲を回っているように見える。 北極にいる人にとっては、真上にある星です。 ニューヨークでは、北の地平線から41度の高さにあり、これはニューヨークの緯度に相当する。 赤道付近では、北極星は地平線の真上にある。

Polaris star system, image: NASA

ポラリスは、少なくとも古代末期から航海士が北極星として使っていた。 現在は北極から0.7度離れており、直径約1.5度の小さな円を描いて北極星の周りを回っています。

北極星は常に北極星であったわけではありません。 紀元前2500年頃、天の北極はドラコ座にあるトゥバンの近くにあった。 紀元前400年頃には、天球の極はαUMiよりも、こぐま座β星のコチャブに近かった。 14000年頃には、もっと明るいこと座のベガが北極に最も近い星になる。

ポラリスは2100年3月24日に北極に最接近し、27.15分角まで接近する。 21世紀以降は北極星から遠ざかり、41世紀にはケフェウス座のガンマ・ケフェイの近くに来る。

北極と違って南半球の極には北極星と呼べるような明るい星はなく、今後2000年間はないだろう。 南極に最も近い星は、八分儀座にあるシグマ・オクタンティスである。

STAR SYSTEM

ポラリスは1つの星ではなく、複数の星からなる星系です。 主成分の「こぐま座α星Aa」は、進化した黄色の超巨星で、スペクトルクラスF7に属します。 明るさは太陽の2500倍、質量は4.5倍、半径は太陽の46倍である。 ケフェウス座変光星に分類され、約4日間の周期で脈動している。 NASA

ポラリスAは典型的な人口1型のケフェウス座の変光星です。 天球上でもっとも明るいケフェイド変光星です。 ケフェイド変光星は、天文学者が銀河や星団までの距離を測るために使う星です。 北極星の明るさは、3.97日の間に0.03等も変化する。 その変動は1852年から理論づけられていましたが、1911年にデンマークの天文学者Ejnar Hertsprungが確認するまで確認されていませんでした。

ポラリスAの変動の振幅と周期は、発見以来同じではありません。 1963年以前は、振幅は0.1等以上あり、ゆっくりと減少していた。 1966年以降はかなり急激に減少して0.05等となり、それ以降は不規則ではあるが、その範囲に近い値で推移している。 変動周期は、1963年までほぼ一定に増加し、3年から一定になり、その後再び増加に転じている。 現在は1年に3.2秒ずつ着実に増加している。

北斗七星のポインタースターをたどって北極星を見つける方法を示した図。

「こぐま座α星 Aa」には2つの伴星がある。 超巨星に近いほうの「こぐま座α星Ab」は、スペクトルクラスF7に属する矮星で、「こぐま座β星」は、スペクトルクラスF7に属する矮星です。 平均距離17天文単位に位置し、公転周期は約29.6年である。

この超大型星からさらに18秒角離れたところにあるのが、「こぐま座α星B」です。 恒星分類はF3 1.4の矮星です。 北極星Aとは少なくとも2400天文単位の距離があり、少なくとも42000年の公転周期を持つ。 北極星Bは、1780年にウィリアム・ハーシェルによって発見された。

北極星には、さらに遠方にαUMi CとαUMi Dという2つの伴星があります。

北極星は、”婚約環 “として知られている小さな半円状の星の中で最も明るいものです。 北極星は北極星とλ UMi星のほぼ中間にあります。

ポラリス – 小熊座α星。 画像はイメージです。 NASA/ESA/HST, G. Bacon (STScI)

北極星Aの連星性は、1929年にスペクトルを調べた結果、確認されたものです。

ペンシルバニア州ビラノバ大学のスコット・エングル氏が率いる最近の研究によると、ギリシャの天文学者プトレマイオスがこの星を観測したときよりも、現在のポラリスは2.5倍明るい可能性があることが、過去の記録に基づき、ワシントンDCのアメリカ天文学会でポスターセッションで発表されました。 2014年1月、プトレマイオスの時代から、この星が3等星から2等星に変化していることを明らかにしました。 エングル氏らは、137年のプトレマイオス、964年のペルシャの天文学者アル・スーフィー、16世紀のデンマークの天文学者ティコ・ブラーエなどによる、この星の歴史的な測定結果を用いた。

Polaris: 小熊座α星
星座。 小熊座
距離。 325〜425光年(99〜129.5パーセク)
座標:
こぐま座α星A – 02時間31分49秒(右上がり)、+89°15’50.8″(偏角)
こぐま座β星 – 02時間30分41秒63(右上がり)、+89°15’38.5″(偏角)
こぐま座α星 B – 02時間31分46秒(右上がり)、+89°15’38″(偏角)
こぐま座α星 A – 02時間31分49秒(右下がり1″(赤緯)
見かけの光度: 1.98v (こぐま座α星Aa), 9.2 (同Ab), 8.7 (同B)
絶対等級: -3.6 (同Ab), 3.6 (同B)
スペクトル等級: 2.8等級(同Aa), 3.5 (同Ab)スペクトル等級: 2.8等級(同Ab, 3.5, 3.1 F7Ib (Alpha UMi Aa)、F6V (Alpha UMi Ab)、F3V (Alpha UMi B)
変光器型。 古典的ケフェイド(αUMi Aa)
質量。 4.5太陽質量(αUMi Aa)、1.26(αUMi Ab)、1.39(αUMi B)
半径: 46±3太陽半径(αUMi Aa)、1.04(αUMi Ab)、1.38(αUMi B)
光度:2500太陽光度(αUMi Aa)、3(αUMi Ab)、39(αUMi B)
温度:6015 K(αUMI Aa)、6900(αUMi B)
名称:Designations: 北極星、こぐま座α星、北極星、こぐま座1番星、シノスラ、アルルカバ、アルカディの星。 Navigatoria、Yilduz、Mismar、HR 424、BD +88°8、HD 8890、SAO 308、FK5 907、GC 2243、ADS 1477、CCDM 02319+8915、HIP 11767

ポラリス位置図。 画像はイメージです。 Torsten Bronger

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