Правда ли, что Полярная звезда всегда указывала на север
Ясной ночью стоит поднять голову к северной стороне неба — и через некоторое время можно заметить, как звезды медленно движутся по кругу, словно хоровод, и только одна висит на месте, не сдвигаясь ни на градус. Это Северная полярная звезда. Ее прозвали так не случайно: она почти точно совпадает с тем направлением, куда смотрит земная ось с Северного полюса. Поэтому наблюдателю на Земле кажется, будто небо вращается вокруг этой звезды. На самом деле вращается сама планета, а звезда по-прежнему неподвижна. И для любого путника такое постоянство — настоящий подарок. Не нужен ни компас, ни карта: достаточно найти Полярную звезду, и север определен.
Как отыскать Полярную звезду на ночном небе
Найти Полярную звезду очень легко, если знать один простой прием. Надо сначала разыскать на небе ковш Большой Медведицы: две крайние звезды в «чаше» ковша называются Мерак и Дубхе. Если провести мысленную линию от Мерака через Дубхе и продолжить ее дальше примерно на пять расстояний между этими звездами, то взгляд упрется в звезду той же яркости. Это и есть Полярная.
Для путешественника в Северном полушарии Полярная звезда была главным компасом задолго до изобретения магнитной стрелки. Достаточно встать лицом к Полярной звезде — и сразу ясно: впереди север, за спиной юг, справа восток, слева запад.
Этим правилом пользовались финикийские мореходы, когда выходили в Средиземное море. Викинги, пересекая Атлантику, тоже сверяли курс с Полярной звездой. Караванщики в пустыне Сахара ночью ориентировались на ту же звезду, чтобы не сбиться с пути среди бесконечных дюн.
Но был один важный нюанс. Полярная звезда не видна южнее экватора. Там путеводную роль играли другие созвездия — например, Южный Крест. И древние мореплаватели, которые впервые пересекали экватор, с удивлением замечали, что их верная звезда исчезает за горизонтом. Это означало, что они попали в Южное полушарие.
Как по Полярной звезде определяли широту
Но просто указать направление на север — это только полдела. Настоящий переворот в навигации случился, когда люди научились измерять высоту Полярной звезды над горизонтом. Оказывается, эта высота с удивительной точностью совпадает с географической широтой места наблюдения.
Поясним на примере. Если встать на Северном полюсе (широта 90°), Полярная звезда будет прямо над головой — под углом 90° к горизонту. Если переместиться на экватор (широта 0°), звезда окажется на линии горизонта, то есть ее высота будет равна нулю. А на широте Москвы (примерно 56°) высота Полярной звезды составит те же 56°. Эта закономерность работает для любого места к северу от экватора.
Как же древние измеряли эту высоту? Самый простой способ — использовать угломерные инструменты. Моряки древности применяли астролябию: бронзовый круг с подвешенной линейкой, которую наводили на звезду и считывали угол. Позже астролябию заменил секстант — более точный прибор, который позволяет одновременно видеть звезду и линию горизонта. Капитан корабля вечером измерял высоту Полярной звезды, получал широту и мог нанести свое положение на карту. Без этого ни одно дальнее плавание не обходилось.
Правда, здесь есть одна тонкость. Полярная звезда находится не точно на полюсе, а чуть в стороне — примерно на расстоянии 3/4 от 1°. Для грубой прикидки этой погрешностью можно пренебречь. Но для точных расчетов астрономы вводили поправку: из измеренной высоты вычитали или прибавляли несколько угловых минут в зависимости от времени суток и положения звезды относительно полюса.
Всегда ли Полярная звезда указывала на Северный полюс
Ошибочно думать, что эта звезда всегда занимала почетное место северного ориентира. Земля не идеальный шар. Форма нашей планеты напоминает эллипсоид — трехмерную фигуру, которая похожа на объемный овал. По модели Земли видно, что планета чуть сплющена с полюсов и растянута вдоль экватора. В результате земная ось медленно описывает широкий круг — это явление называют прецессией. Полный оборот ось совершает за 26 000 лет.
Можно представить детский волчок перед тем, как он упадет: его верхняя точка выписывает петлю, постепенно смещаясь. То же самое происходит с земной осью. Северный полюс — то место на небе, куда направлена ось, — кочует от звезды к звезде. Поэтому у человечества были, есть и будут разные «полярные звезды».
Прошлые «полярные звезды»
Около 4700 лет назад роль северного ориентира исполнял Тубан в созвездии Дракона. Его хорошо видели строители египетских пирамид и жители древней Месопотамии. Тубан — двойная звезда, и две ее составляющие регулярно затмевают друг друга с точки зрения земного наблюдателя. От этого блеск Тубана слегка меняется с периодом около 51 дня.
Позже, примерно с 1700 года до нашей эры и до 300 года нашей эры, небесный полюс подошел сразу к двум звездам из Малой Медведицы — Кохабу и Феркаду. Астрономы дали им звучное прозвище «стражи полюса». Некоторые исследователи полагают, что древние египтяне ориентировали пирамиды в Гизе именно на Кохаб и на звезду Мицар из Большой Медведицы. В ту эпоху эти две звезды находились по разные стороны от небесного полюса, и их линия указывала на север с высокой точностью.
Будущие «полярные звезды»
Нынешняя Полярная звезда постепенно уступает свое место. Еще через 2200 лет к Северному полюсу мира приблизится звезда Гамма Цефея. Она окажется всего в 3° от полюса — почти точное попадание. Найти звезду на небе тоже легко: надо продолжить ту же линию от Дубхе через Полярную звезду дальше. Следующая яркая звезда на этом пути и есть Гамма Цефея. А еще через много тысяч лет эстафету примет Альдерамин из созвездия Цефея.
Таким образом, «полярная звезда» — это не конкретный объект, а статус, который периодически переходит от одной звезды к другой из-за изменения положения земной оси.
Используют ли Полярную звезду для навигации сегодня
В эпоху спутниковой навигации вопрос кажется почти риторическим. Зачем смотреть на звезды, если любой смартфон показывает широту и долготу с точностью до нескольких метров?
Тем не менее, Полярная звезда не ушла в прошлое. Во-первых, спутники могут выйти из строя, сигнал — пропасть, а звезды никуда не денутся. Штурманы регулярно тренируются определять широту по высоте Полярной звезды с помощью секстанта — это обязательный навык на случай отказа электроники.
Во-вторых, туристы и путешественники, особенно в дальних походах, где нет сотовой связи, часто используют звездное небо как резервный компас. Многие берут с собой маленький секстант или просто пластиковый угломер — и могут узнать широту с точностью до половины градуса, что для пешего похода более чем достаточно. А в полярных экспедициях, где магнитный компас показывает неизвестно куда из-за близости к полюсу, Полярная звезда остается самым надежным ориентиром.
Не ходите, взрослые, на экзопланеты!
Какого цвета Солнце на самом деле, и почему мы видим его желтым
