Полярная звезда и твоя широта

В Сеуле, 37.6° северной широты, Полярная звезда находится примерно в 37.6° над северным горизонтом.

Звезда, которая почти не движется

В прошлом уроке всё небо вращалось вокруг полюсов мира. Если смотреть на север из Кореи, почти точно у северного полюса мира видна довольно яркая звезда: Полярная. Она не самая яркая на небе. В каталоге её звёздная величина равна 2.02, и десятки звёзд ярче неё. Особенной её делает положение. В Йельском каталоге ярких звёзд, где координаты приведены на 2000 год, её склонение составляет 89.26°: примерно 0.74° от полюса. С тех пор прецессия немного приблизила её к полюсу, примерно до 0.63° в 2026 году. Это чуть больше видимого диаметра полной Луны. При вращении неба Полярная описывает крошечный круг и почти не меняет положения, пока остальные звёзды кружатся вокруг неё.

Полярная не всегда была у полюса и не останется там навсегда. Земная ось медленно покачивается, как ось волчка. Это движение называется прецессией; полный оборот занимает около 26 000 лет (NASA). Если рассчитать будущие положения по формулам прецессии, исходя из каталожных координат, полюс подойдёт к Полярной ближе всего примерно в 2100 году, на расстояние около 0.46°, а затем начнёт удаляться. На страницах NASA StarChild отмечается, что примерно через 13 000 лет полярной звездой станет яркая Вега.

Почему высота полюса равна широте

Представь, что ты на Северном полюсе. Земная ось направлена прямо вверх, поэтому полюс мира находится в зените, а Полярная над головой, на высоте 90°, равной твоей широте. Теперь иди на юг, к экватору, где широта 0°. Ты прошёл четверть окружности Земли, и направление «прямо вверх» вместе с тобой повернулось на 90°. Теперь ось лежит вдоль северного горизонта, поэтому Полярная находится на горизонте, на высоте 0°. Между этими крайними точками зависимость пропорциональна: с каждым градусом пути на юг по широте полюс опускается на один градус. Поэтому высота полюса мира равна твоей широте.

Мореплаватели пользовались этим веками. Измерь высоту Полярной над морским горизонтом квадрантом или секстантом, внеси небольшую поправку на её удаление от полюса примерно на 0.6°, и получишь широту без всякой карты. Попробуй в модели: широта Сеула 37.57°, а карточка показывает Полярную примерно на высоте 37.9° вечером 18 октября 2026 года. Лишние несколько десятых связаны с этим удалением; модель использует каталожные координаты на 2000 год, поэтому в ней оно немного больше: 0.74°.

Звёзды, которые не заходят

Вблизи полюса некоторые звёзды движутся по кругу, ни разу не касаясь горизонта. Это незаходящие звёзды. Звезда остаётся над горизонтом всю ночь и круглый год, если её расстояние от полюса меньше высоты полюса. В Сеуле полюс поднят на 37.6°, поэтому звёзды со склонением выше 90° − 37.6° = 52.4° не заходят. Дубхе со склонением 61.8° в Сеуле не заходит и никогда не опускается ниже высоты примерно 9°. А Алькаид, крайняя звезда ручки Ковша со склонением 49.3°, заходит: каждый день она ненадолго оказывается примерно на 3° ниже северного горизонта. Чем дальше на север, тем больше незаходящих звёзд; на Северном полюсе не заходит ни одна видимая звезда, а на экваторе таких звёзд нет.

Южное небо

Для звёзд далеко к югу то же правило действует наоборот: звезда со склонением южнее 52.4° от небесного экватора в Сеуле никогда не восходит. Канопус, вторая по яркости звезда ночного неба, имеет склонение −52.7° и находится чуть за этим пределом. По данным EarthSky, Канопус не восходит севернее примерно 37° северной широты. В Согвипхо на острове Чеджу, примерно на 33.3° северной широты, зимними вечерами он поднимается примерно на 4° над южным горизонтом, а местный астрономический центр каждый февраль проводит вечера наблюдений. В корейской традиции его называют Ноинсон, звездой старца, и связывают с долголетием. Южный Крест расположен ещё южнее: его ярчайшая звезда Акрукс имеет склонение −63.1°, поэтому восходит лишь южнее примерно 27° северной широты.

У южного полюса мира нет яркого ориентира. Ближайшая к нему звезда, видимая невооружённым глазом, Сигма Октанта, имеет каталожную звёздную величину 5.47. В большинстве городов её не разглядеть. Мореплаватели Южного полушария вместо неё используют длинную ось Южного Креста, которая приблизительно указывает на полюс. Выбери в модели Сидней и посмотри на юг.