Polaris (stjerne)

Skabelon:!-! Type af variabilitet Skabelon:!-! Afstand dSkabelon:!-!Absolut visuel størrelse  M_visSkabelon:!-Skabelon:!-! I rektascension ${\mu }_{\alpha }$Skabelon:!-! I deklination ${\mu }_{\delta }$Skabelon:!-! colspan="2" style="background-color:Gainsboro;" align="center" | Andre betegnelser
og katalogindgangeSkabelon:!-! colspan="2" |

Stjerne Polaris (α Ursae Minoris)
Skabelon:!-! colspan="2" style="background-color:Gainsboro; color:Black; text-align:center;" | Placeringen af Polaris i enden af halen på Lille Bjørn, stjernebilledet Ursa Minor
Observerede data Epoke og ekvinoktium: J2000.0
Stjernebillede	Lille Bjørn
Rektascension $\alpha$	Skabelon:ParmParth Skabelon:ParmPartm Skabelon:ParmParts
Deklination $\delta$	Skabelon:ParmPartSkabelon:ParmPart° Skabelon:ParmPart′ Skabelon:ParmPart″
Tilsyneladende størrelsesklasse m	Skabelon:Formnum mag
Typebeskrivelse
Spektralklasse	F8Ib
Klassisk cepheide
Astrometri
Radialhastighed $\rho$	Skabelon:Formnum km/s
Parallakse p	Skabelon:Formnum mas
447.6 la 137.2 pc
−5,0 til −5,3 mag
Egenbevægelse
44.48 mas/år
-11.85 mas/år
Fysiske egenskaber
Masse M	5.13 ± 0.28 M☉
Radius R	46.3 ± 0.4 R☉
Luminositet L	ca. 1260 L☉
Effektiv temperatur Teff	6015 K
Rotationstid Prot	2070 til 2355 dage
Alder	ca. 10 mio. år

Bonner Durchmusterung	BD +7° 1055
Bright Star-kataloget	HR 2061
Henry Draper-kataloget	HD 39801
SAO Catalogue	SAO 113271 Skabelon:SAO-katalog
Tycho-kataloget	TYC ]] 129/1873/1
Hipparcos-kataloget	HIP 27989
Andre betegnelser	ADS 4506

Polaris er en stjerne i det nordlige stjernebillede Lille Bjørn. Den omtales almindeligvis som Nordstjernen eller Polarstjernen. Den systematiske betegnelse er Alfa Ursae Minoris, der kan afkortes til $\alpha \text{ UMi}$. Den Internationale Astronomiske Union IAUs Working Group on Star Names (WGSN) har den 30. juni 2016 fastlagt egennavnet Polaris for denne stjerne.

Dens tilsyneladende størrelsesklasse svinger en smule omkring m = 2.02. Den er derfor let synlig for det blotte øje . Da Polaris for tiden befinder sig kun 0.66° fra den nordlige himmelpol, står den derfor i løbet af døgnet på næsten samme sted på himlen. Den har derfor i århundreder været velegnet i navigationen til at fastlæggelse af retningen geografisk nord.

Polaris er den nærmeste cepheide, en stjernetype med regelmæssig ændring af lysstyrken, som har haft stor betydning for måling af afstande til fjerne galakser. Dens egen afstand er først blevet nøjagtigt bestemt af den astrometriske satellit Gaia, der fandt en værdi på 448 lysår (137 parsec).

De tre komponenter af Alfa Ursae Minoris fotograferet af Hubble Space Telescope i 2006. Stjernekortet til venstre viser Karlsvognen og Lille Bjørn med Polaris. Øverst til højre: Polaris A og Polaris B med en indbyrdes afstand på 18 buesekunder. Nederst til venstre: Polaris Aa og Ab.

Polaris som stjerne

Undersøgelser med store kikkerter viser, at der er tale om en tredobbelt stjerne.

Den primære stjerne (og den som har IAU-egennavnet "Polaris") er en gul superkæmpe med det systematiske navn Polaris Aa. Dens spektraltype er F7Ib. Den omkredses af ledsagerstjernen Polaris Ab med en omløbstid på 29.4 år.

Dette par omkredses af en fjernere ledsager, dværgstjernen Polaris B (BD+88°9). Den har været brugt som sammenligningsstjerne til at påvise lysstyrkeændringer hos Polaris.

Det ydre par AB blev opdaget i 1779 af den engelske astronom William Herschel med en hjemmebygget spejlkikkert . Den visuelle ledsager, Polaris B, er en hovedseriestjerne af spektraltype F3 V og størrelsesklasse 8. Afstanden AB er på 18" i buemål, hvilket svarer til en lineær afstand på 2400 au.

Polaris Ab blev første gang fotograferet af Hubble Space Telescope i 2006. De to komponenter er adskilt med under 0.2 buesekunder, hvilket er nær Hubbles opløsningsevne. En vinkel på 0.2" er lig udstrækningen af en bordtennisbold (diameter 40 mm) set i en afstand af 41 km. Desuden er forskellen i lysstyrke meget stor: Polaris har som superkæmpe en lysstyrke på omkring 1260 gange Solens, medens Polaris Ab er en beskeden hovedseriestjerne med spektraltype F6V. Hvis det lykkes at få målt en nøjagtig bane af Ab omkring Aa, vil man kunne bestemme massen af denne med god nøjagtighed, hvilket hidtil har været vanskeligt for cepheider på grund af deres store afstande.

Middelafstanden Aa - Ab er 18.5 au, hvilket kan sammenlignes med 20.1 au for Solen - Uranus. Til sammenligning er afstanden A - B ca. 2400 au.

Man har haft to nære stjerner med afstande på 43" og 83" mistænkt for at være yderligere komponenter ("Polaris C" hhv. "Polaris D"), men det drejer sig blot om feltstjerner ("optiske dobbeltstjerner").

Lyse og mørkeområder på overfladen af Polaris. Pixeleringen skyldes den begrænsede opløsningsevne. Rekonstrueret ved brug af interferometriske data opsamlet gennem 5 år.

I 2024 lykkedes det for første gang at påvise detaljer på overfladen af kæmpestjernen Polaris.. Man anvendte et optisk interferometer, CHARA Array, med lang basislængde (op til 331 m) for at opnå høj opløsningsevne. Observationerne blev foretaget i årene 2016 - 2021. Man kunne også bestemme massen af Polaris med relativ høj nøjagtighed, $M_{\text{Aa}}=5.13\pm 0.28{\text{M}}_{\odot }$, medens ledsagestjernen Ab har massen $M_{\text{Ab}}=1.32\pm 0.03{\text{M}}_{\odot }$. Radius blev målt til $R_{\text{Aa}}=46.3\pm 0.4{\text{R}}_{\odot }$ og systemets omløbstid til $P=29.416\pm 0.028\text{år}$.

Polaris som cepheidestjerne

Polaris som cepheide-variabel stjerne. Fire billeder blev i 2022 optaget med 24 timers mellemrum. Sekvensen illustrerer stjernens svage pulseren; lysstyrken varierer med kun 0.27 størrelsesklasser.

Ejnar Hertzsprungs første kurve for lysvariationen af Polaris. Observationerne blev udført mellem 7. november 1910 og 15. maj 1911. De blev samlet i 20 grupper, hvis middelværdi vises med en prik. De er fordelt efter fase, dvs. brøkdele af perioden på P = 3.9681 døgn; fasen er vist fra 0.0, via 1.0 til 1.2. På andenaksen vises forskellen mellem størrelsesklassen af Polaris og sammenligningsstjernen BD +88°4. Lysstyrken svinger med knap 1 størrelsesklasse. Hertzsprung kunne ikke konstatere en klar afvigelse fra en sinusvariation (stiplet kurve). Forskellen vises nederst. Han kunne derfor ikke endeligt fastslå, at der var tale om en cepheide (hvor lysstyrken vokser hurtigt, men aftager langsomt).

Figuren viser den svage variation af lysstyrken af Polaris i 1994. Perioden var da P = 3.9696 døgn og udsvinget kun Δm = 0.13 størrelsesklasser. I alt 5148 observationer blev samlet og fordelt i de viste 7 lige store dele af pulsationsperioden.

Polaris er den nærmeste af den type variable stjerner, som betegnes cepheider og den eneste, hvis masse har kunnet bestemmes dynamisk (på grund af tilstedeværelsen af en ledsager). Cepheider kan på grund af deres høje lysstyrke ses ud i store afstande (ud til de nærmeste galakser). De er velegnede til brug for afstandsbestemmelse.

I 1800-tallet blev Polaris anvendt som standardstjerne til ved sammenligning at bestemme lysstyrken af andre stjerner. Men fra 1852 fik man mistanke om, at lysstyrken varierede, omend svagt. I 1911 kunne den danske astronom Ejnar Hertzsprung bekræfte, at Polaris var variabel med en periode på P = 3.9681 døgn. Variabiliteten viste sig at være som hos cepheidestjerner.

Polaris er den nærmeste og lysstærkeste klassiske cepheide. Men amplituden i lysstyrkeændringen er lille og er blevet meget mindre i historisk tid, jævnfør de to viste lyskurver. Før 1963 var amplituden over 0.1 størrelsesklasser. Efter 1966 faldt den kraftigt mod 0.05 størrelsesklasser, og den har varieret uregelmassigt sidenUdsvingets beskedne størrelse synes nu at have stabiliseret sig og er måske voksende igen. Årsagen kan være, at Polaris er i færd med at forlade den såkaldte ustabilitets-stribe i HR-diagrammet. Det er et område af HR-diagrammet, som en tung stjerne i sin udvikling som superkæmpe passerer igennem og i hvilket stjernen pulserer fysisk.

Polaris som polstjerne

Positionen af Polaris på himmelkuglen med ti års mellemrum fra 2020 til 2190.Positionen ændrer sig på grund af jordaksens præcession.

Da Polaris står tæt på himlens nordpol, ændres dens rektascension sig kraftigt på kort tid, se figuren. Hosstående tabel viser, at deklinationen langsomt vokser mod et maximum for derefter at aftage. I tabellen er der ikke taget hensyn til jordaksens nutation og stjernelysets aberration. Den mindste afstand til polen indtræffer i februar 2102, hvor deklinationen vil være $+89^{\text{o}}32^{\prime }23^{″}$ Skabelon:Rp. Medtager man nutation og årlig aberration i beregningerne, så indtræffer mindste afstand næsten to år tidligere, nemlig 24. marts 2100, hvor deklinationen vil være $+89^{\text{o}}32^{\prime }50.62^{″}$ Skabelon:Rp.

Ekvatorkoordinater for Polaris

Epoke og ekvinoktium	Rektascension $\alpha$	Deklination $\delta$
$\text{J2000.0}$	$2^{\text{h}}31^{\text{m}}48.704^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}15^{\prime }50.72^{″}$
$\text{J2025.0}$	$3^{\text{h}}04^{\text{m}}25.013^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}22^{\prime }03.33^{″}$
$\text{J2050.0}$	$3^{\text{h}}48^{\text{m}}16.421^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}27^{\prime }15.39^{″}$
$\text{J2075.0}$	$4^{\text{h}}45^{\text{m}}30.226^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}30^{\prime }54.10^{″}$
$\text{J2100.0}$	$5^{\text{h}}53^{\text{m}}29.166^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}32^{\prime }22.18^{″}$
$\text{J2102.1}$	$5^{\text{h}}59^{\text{m}}24.852^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}32^{\prime }22.75^{″}$
$\text{J2125.0}$	$7^{\text{h}}02^{\text{m}}29.149^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}31^{\prime }19.48^{″}$
$\text{J2150.0}$	$8^{\text{h}}01^{\text{m}}56.436^{\text{s}}$	$+89^{\text{o}}28^{\prime }00.76^{″}$

Polaris på flag og våbenskjold

Polaris figurerer sammen med Karlsvognen markant på Alaskas flag og er også afbildet på flaget for det canadiske territorium Nunavut samt på våbenskjoldet for den finske kommune Utsjoki i Lapland.

• 
  Alaskas flag
• 
  Nunavuts flag
• 
  Utsjokis våbenskjold