Polaris es una estrella de la constelación circumpolar norte de la Osa Menor . Se denomina α Ursae Minoris ( latinizada a Alpha Ursae Minoris ) y comúnmente se le llama Estrella Polar o Estrella Polar . Con una magnitud aparente que fluctúa alrededor de 1,98, [3] es la estrella más brillante de la constelación y es fácilmente visible a simple vista durante la noche. [16] La posición de la estrella se encuentra a menos de 1° del polo norte celeste , lo que la convierte en la actual estrella polar norte . La posición estable de la estrella en el cielo del Norte la hace útil para la navegación .
Como variable cefeida más cercana , su distancia se utiliza como parte de la escala de distancias cósmicas . El paralaje estelar revisado de Hipparcos da una distancia a Polaris de unos 433 años luz (133 pársecs ), mientras que la misión sucesora Gaia da una distancia de unos 448 años luz (137 pársecs ). Los cálculos por otros métodos varían ampliamente.
Aunque a simple vista aparece como un único punto de luz, Polaris es un sistema estelar triple , compuesto por la primaria, una supergigante amarilla denominada Polaris Aa, en órbita con una compañera más pequeña, Polaris Ab; el par está en una órbita más amplia con Polaris B. El par exterior AB fue descubierto en agosto de 1779 por William Herschel , donde la 'A' se refiere a lo que ahora se conoce como el par Aa/Ab.
Polaris Aa es una supergigante amarilla evolucionada de tipo espectral F7Ib con 5,4 masas solares ( M ☉ ). Es la primera cefeida clásica que tiene una masa determinada a partir de su órbita. Las dos compañeras más pequeñas son Polaris B, una estrella de secuencia principal de 1,39 M ☉ F3 que orbita a una distancia de2.400 unidades astronómicas (AU), [17] y Polaris Ab (o P), una estrella de secuencia principal F6 muy cercana con una masa de 1,26 M ☉ . [3] Polaris B se puede resolver con un telescopio modesto. William Herschel descubrió la estrella en agosto de 1779 utilizando su propio telescopio reflector , [18] uno de los mejores telescopios de la época. En enero de 2006, la NASA publicó imágenes del telescopio Hubble que mostraban los tres miembros del sistema ternario Polaris. [19] [20]
La velocidad radial variable de Polaris A fue reportada por WW Campbell en 1899, lo que sugirió que esta estrella es un sistema binario. [21] Dado que Polaris A es una variable cefeida conocida, JH Moore demostró en 1927 que los cambios en la velocidad a lo largo de la línea de visión se debían a una combinación del período de pulsación de cuatro días combinado con un período orbital mucho más largo y una gran excentricidad. de alrededor de 0,6. [22] Moore publicó elementos orbitales preliminares del sistema en 1929, dando un período orbital de aproximadamente 29,7 años con una excentricidad de 0,63. Este período fue confirmado por estudios de movimiento propio realizados por BP Gerasimovič en 1939. [23]
Como parte de su tesis doctoral, en 1955 E. Roemer utilizó datos de velocidad radial para derivar un período orbital de 30,46 años para el sistema Polaris A, con una excentricidad de 0,64. [24] KW Kamper produjo en 1996 elementos refinados con un período de29,59 ± 0,02 años y una excentricidad de0,608 ± 0,005 . [25] En 2019, un estudio de RI Anderson dio un período de29,32 ± 0,11 años con una excentricidad de0,620 ± 0,008 . [11]
Alguna vez se pensó que había dos componentes más separados: Polaris C y Polaris D, pero se ha demostrado que no están físicamente asociados con el sistema Polaris. [17] [26]
Polaris Aa, el componente primario supergigante, es una cefeida clásica de población I de baja amplitud , aunque alguna vez se pensó que era una cefeida de tipo II debido a su alta latitud galáctica . Las cefeidas constituyen una vela estándar importante para determinar la distancia, por lo que Polaris, como la estrella más cercana, [11] está muy estudiada. La variabilidad de Polaris se sospechaba desde 1852; esta variación fue confirmada por Ejnar Hertzsprung en 1911. [28]
El rango de brillo de Polaris se da entre 1,86 y 2,13, [4] pero la amplitud ha cambiado desde su descubrimiento. Antes de 1963, la amplitud era superior a 0,1 de magnitud y estaba disminuyendo muy gradualmente. Después de 1966, disminuyó muy rápidamente hasta tener una magnitud inferior a 0,05; desde entonces, ha variado erráticamente cerca de ese rango. Se ha informado que la amplitud ahora está aumentando nuevamente, una inversión que no se ha visto en ninguna otra cefeida. [6]
El período, de aproximadamente 4 días, también ha cambiado con el tiempo. Ha aumentado constantemente en alrededor de 4,5 segundos por año, excepto por una pausa en 1963-1965. Originalmente se pensó que esto se debía a la evolución secular hacia el rojo (temperatura más baja) a lo largo de la franja de inestabilidad de las Cefeidas , pero puede deberse a una interferencia entre los modos de pulsación primario y de primer entonado . [20] [29] [30] Los autores no están de acuerdo sobre si Polaris es un pulsador fundamental o de primer armónico y sobre si está cruzando la franja de inestabilidad por primera vez o no. [12] [30] [31]
La temperatura de Polaris varía sólo una pequeña cantidad durante sus pulsaciones, pero la cantidad de esta variación es variable e impredecible. Los cambios erráticos de temperatura y la amplitud de los cambios de temperatura durante cada ciclo, desde menos de 50 K hasta al menos 170 K, pueden estar relacionados con la órbita con Polaris Ab. [13]
La investigación publicada en Science sugiere que Polaris es 2,5 veces más brillante hoy que cuando Ptolomeo la observó, pasando de tercera a segunda magnitud. [32] El astrónomo Edward Guinan considera que se trata de un cambio notable y consta que "si son reales, estos cambios son 100 veces mayores que [los] predichos por las teorías actuales de la evolución estelar ".
Debido a que Polaris se encuentra casi en línea directa con el eje de rotación de la Tierra "por encima" del Polo Norte (el polo norte celeste), Polaris permanece casi inmóvil en el cielo, y todas las estrellas del cielo norte parecen girar alrededor de ella. Por lo tanto, es un excelente punto fijo desde el cual tomar medidas para la navegación celeste y la astrometría . La elevación de la estrella sobre el horizonte da la latitud aproximada del observador. [dieciséis]
En 2018, Polaris estaba a 0,66° (39,6 minutos de arco) del polo de rotación (1,4 veces el disco lunar ) y, por lo tanto, gira alrededor del polo en un pequeño círculo de 1,3° de diámetro. Estará más cerca del polo (aproximadamente 0,45 grados, o 27 minutos de arco) poco después del año 2100. [33] Debido a que está tan cerca del polo norte celeste, su ascensión recta está cambiando rápidamente debido a la precesión del eje de la Tierra . pasando de 2,5 h en el año 2000 d. C. a 6 h en el año 2100 d. C.. Dos veces en cada día sideral, el acimut de Polaris es el norte verdadero; el resto del tiempo se desplaza hacia el este o hacia el oeste, debiendo corregirse el rumbo mediante tablas o una regla general . La mejor aproximación [34] se realiza utilizando el borde de ataque del asterismo " Osa Mayor " en la constelación de la Osa Mayor. El borde de ataque (definido por las estrellas Dubhe y Merak ) está referenciado a la esfera de un reloj, y el verdadero acimut de Polaris se calcula para diferentes latitudes.
El movimiento aparente de Polaris hacia y, en el futuro, alejamiento del polo celeste, se debe a la precesión de los equinoccios . [35] El polo celeste se alejará de α UMi después del siglo XXI, pasando cerca de Gamma Cephei aproximadamente en el siglo 41 , moviéndose hacia Deneb aproximadamente en el siglo 91 .
El polo celeste estaba cerca de Thuban alrededor del 2750 a. C., [35] y durante la antigüedad clásica estaba ligeramente más cerca de Kochab (β UMi) que de Polaris, aunque todavía aproximadamente10 ° de cualquiera de las estrellas. [36] Había aproximadamente la misma distancia angular desde β UMi como hasta α UMi a finales de la antigüedad tardía . El navegante griego Pytheas en ca. 320 a. C. describió el polo celeste como desprovisto de estrellas. Sin embargo, como una de las estrellas más brillantes cercanas al polo celeste, Polaris se utilizó para la navegación al menos desde la antigüedad tardía, y Stobaeus ( siglo V) la describió como ἀεί φανής ( aei phanēs ) "siempre visible" , también denominada Λύχνος ( Lychnos) . ) similar a un quemador o lámpara y razonablemente se describiría como stella polaris desde aproximadamente la Alta Edad Media en adelante, tanto en griego como en latín. En su primer viaje transatlántico en 1492, Cristóbal Colón tuvo que corregir el "círculo descrito por la estrella polar alrededor del polo". [37] En la obra de Shakespeare Julio César , escrita alrededor de 1599, César se describe a sí mismo como "tan constante como la estrella del norte", aunque en la época de César no había una estrella del norte constante.
Se hace referencia a Polaris en el libro de Nathaniel Bowditch de 1802, American Practical Navigator , donde figura como una de las estrellas de navegación . [38]
El nombre moderno Polaris [39] es una abreviación del neolatín stella polaris " estrella polar ", acuñado en el Renacimiento cuando la estrella se había acercado al polo celeste con unos pocos grados de diferencia. Gemma Frisius , escribiendo en 1547, se refirió a ella como stella illa quae polaris dicitur ("esa estrella que se llama 'polar'"), ubicándola a 3° 8' del polo celeste. [40]
En 2016, la Unión Astronómica Internacional organizó un Grupo de Trabajo sobre Nombres de Estrellas (WGSN) [41] para catalogar y estandarizar los nombres propios de las estrellas. El primer boletín de la WGSN de julio de 2016 [42] incluía una tabla de los dos primeros lotes de nombres aprobados por la WGSN; que incluía Polaris para la estrella α Ursae Minoris Aa.
En la antigüedad, Polaris aún no era la estrella más cercana al polo celeste a simple vista, y para la navegación se utilizaba toda la constelación de la Osa Menor en lugar de una sola estrella. Polaris se acercó lo suficiente al polo como para ser la estrella más cercana a simple vista, aunque todavía a una distancia de varios grados, en el período medieval temprano, y desde el período medieval se han utilizado numerosos nombres que se refieren a esta característica como estrella polar. . En inglés antiguo, se conocía como scip-steorra ("barco-estrella") [ cita necesaria ] . En el poema rúnico en inglés antiguo , la runa T aparentemente está asociada con "una constelación circumpolar", o el planeta Marte. [43]
En los Puranas hindúes , se personificó bajo el nombre de Dhruva ("inamovible, fijo"). [44] En el período medieval tardío, se asoció con el título mariano de Stella Maris "Estrella del mar" (así en Bartholomaeus Anglicus , c. 1270) [45] Un nombre inglés más antiguo, atestiguado desde el siglo XIV, es estrella polar "estrella guía", afín al nórdico antiguo leiðarstjarna , alto alemán medio leitsterne . [46]
El antiguo nombre de la constelación de la Osa Menor, Cynosura (del griego κυνόσουρα "la cola del perro"), [47] se asoció con la estrella polar en particular a principios del período moderno. Una identificación explícita de María como stella maris con la estrella polar ( Stella Polaris ), así como el uso de Cynosura como nombre de la estrella, es evidente en el título Cynosura seu Mariana Stella Polaris (es decir, "Cynosure, o la estrella polar mariana"). Star"), una colección de poesía mariana publicada por Nicolaus Lucensis (Niccolo Barsotti de Lucca) en 1655. [ cita necesaria ]
Su nombre en la astronomía árabe preislámica tradicional era al-Judayy الجدي ("el cabrito", en el sentido de cabra juvenil ["le Chevreau"] en Description des Etoiles fixes), [48] y ese nombre se usaba en la Edad Media . La astronomía islámica también. [49] [50] En aquellos tiempos, todavía no estaba tan cerca del polo norte celeste como lo está ahora, y solía girar alrededor del polo.
Fue invocado como símbolo de firmeza en la poesía, como "estrella firme" por Spenser .El soneto 116 de Shakespeare es un ejemplo del simbolismo de la estrella polar como principio rector: "[El amor] es la estrella de cada barco errante / Cuyo valor se desconoce, aunque se tome su altura". En Julio César , hace que César explique su negativa a conceder el perdón diciendo: "Soy tan constante como la estrella del norte/De cuya cualidad verdaderamente fija y en reposo/No hay nadie en el firmamento./Los cielos están pintados con chispas innumerables,/Todas son fuego y cada una brilla,/Pero sólo hay una en todas que ocupa su lugar;/Así en el mundo" (III, i, 65-71). Por supuesto, Polaris no permanecerá "constantemente" como estrella polar debido a la precesión , pero esto sólo se nota a lo largo de los siglos. [ cita necesaria ]
En la astronomía inuit , la estrella Polar se conoce como Niqirtsuituq ( sílabas : ᓂᕿᕐᑦᓱᐃᑐᖅ ). Está representado en la bandera y el escudo de armas del territorio canadiense inuit de Nunavut , así como en la bandera del estado estadounidense de Alaska . [51]
En el conocimiento tradicional de las estrellas Lakota , Polaris se llama "Wičháȟpi owáŋžila". Esto se traduce como "La estrella que permanece quieta". Este nombre proviene de una historia Lakota en la que se casó con Tapun San Win "Mujer de mejillas rojas". Sin embargo, ella cayó del cielo y, en su dolor, él miró hacia abajo desde "waŋkátu" (la tierra de arriba) para siempre. [52]
Los Cree de las Llanuras llaman a la estrella en Nehiyawewin : acâhkos êkâ kâ-âhcît "la estrella que no se mueve" ( sílabas : ᐊᒑᐦᑯᐢ ᐁᑳ ᑳ ᐋᐦᒌᐟ ). [53] En Mi'kmawi'simk la estrella se llama Tatapn . [54]
En la antigua cosmovisión finlandesa, la Estrella Polar también ha sido llamada taivaannapa y naulatähti ("la estrella clavada") porque parece estar unida al firmamento o incluso actuar como un sujetador para el cielo cuando otras estrellas lo orbitan. Dado que el cielo estrellado parecía girar a su alrededor, se piensa que el firmamento es como una rueda, con la estrella como pivote sobre su eje. Los nombres derivados de él fueron pin del cielo y pin del mundo . [ cita necesaria ]
Muchos artículos recientes calculan la distancia a Polaris en aproximadamente 433 años luz (133 pársecs), [20] basándose en mediciones de paralaje del satélite de astrometría Hipparcos . Las estimaciones de distancia más antiguas eran a menudo ligeramente menores, y la investigación basada en análisis espectrales de alta resolución sugiere que puede estar hasta 110 años luz más cerca (323 ly/99 pc). [9] Polaris es la variable cefeida más cercana a la Tierra, por lo que sus parámetros físicos son de importancia crítica para toda la escala de distancias astronómicas . [9] También es el único con una masa medida dinámicamente.
La nave espacial Hipparcos utilizó paralaje estelar para tomar mediciones de 1989 y 1993 con una precisión de 0,97 milisegundos de arco (970 microsegundos de arco), y obtuvo mediciones precisas para distancias estelares de hasta 1.000 pc de distancia. [58] Los datos de Hipparcos se examinaron nuevamente con técnicas estadísticas y de corrección de errores más avanzadas. [2] A pesar de las ventajas de la astrometría de Hipparcos , se ha señalado la incertidumbre en sus datos de Polaris y algunos investigadores han cuestionado la precisión de Hipparcos al medir cefeidas binarias como Polaris. [9] La reducción de Hipparcos específicamente para Polaris ha sido reexaminada y reafirmada, pero todavía no hay un acuerdo generalizado sobre la distancia. [59]
El siguiente gran paso en las mediciones de paralaje de alta precisión proviene de Gaia , una misión de astrometría espacial lanzada en 2013 y destinada a medir el paralaje estelar con una precisión de 25 microsegundos de arco (μas). [60] Aunque originalmente se planeó limitar las observaciones de Gaia a estrellas más débiles que la magnitud 5,7, las pruebas realizadas durante la fase de puesta en servicio indicaron que Gaia podía identificar de forma autónoma estrellas tan brillantes como la magnitud 3. Cuando Gaia entró en operaciones científicas regulares en julio de 2014, estaba configurado para procesar rutinariamente estrellas en el rango de magnitud 3 – 20. [61] Más allá de ese límite, se utilizan procedimientos especiales para descargar datos de escaneo sin procesar para las 230 estrellas restantes más brillantes que la magnitud 3; se están desarrollando métodos para reducir y analizar estos datos; y se espera que haya "una cobertura completa del cielo en el extremo brillante" con errores estándar de "unas pocas docenas de µas". [62] Gaia Data Release 2 no incluye un paralaje para Polaris, pero se infiere una distancia a partir de él.136,6 ± 0,5 pc (445,5 ly) para Polaris B, [57] algo más que la mayoría de las estimaciones anteriores y varias veces más precisas. Esto se mejoró aún más para137,2 ± 0,3 pc (447,6 ly), tras la publicación del catálogo Gaia Data Release 3 el 13 de junio de 2022, que reemplazó a Gaia Data Release 2. [5]
Hace unos 4.800 años Thuban ( α Draconis) se encontraba a sólo 0°,1 del polo. Deneb ( α Cygni) será la estrella más brillante cerca del polo dentro de unos 8.000 años, a una distancia de 7°.5.
