Polarstern

Datenbanklinks zu Polarstern / α Ursae Minoris

Dreifachstern Polarstern (α UMi)
Auffinden des Polarsterns
Beobachtungsdaten Epoche: J2000.0
Sternbild	Kleiner Bär
Vis. Helligkeit (gesamt)	1,97 mag
Astrometrie
Radialgeschwindigkeit	−17 km/s
Parallaxe	(7,56 ± 0,48) mas
Entfernung	(431 ± 27) Lj ((132 ± 8) pc)
Absolute visuelle Helligkeit (gesamt) Mvis	−3,6 mag
Eigenbewegung
Rek.-Anteil:	44,22 mas/a
Dekl.-Anteil:	−11,74 mas/a
Einzeldaten
Namen	Aa, Ab, B
Beobachtungsdaten:
Rektaszension	Aa	231492h 31m 49s
	Ab
	B	230422h 30m 42s
Deklination	Aa	2891551+89° 15′ 51″
	Ab
	B	2891538+89° 15′ 38″
Scheinbare Helligkeit	Aa	2,0m
	Ab	ca. 9,2m
	B	8,6m
Typisierung:
Spektralklasse [1]	Aa	F7 Ib–IIv
	Ab	F6 V
	B	F3 V
U-B Farbindex [1]	Aa	0,38
	Ab
	B	0,01
B-V Farbindex [1]	Aa	0,60
	Ab
	B	0,42
Astrometrie:
Absolute visuelle Helligkeit Mvis	Aa	mag
	Ab	mag
	B	ca. +3 mag
Physikalische Eigenschaften:
Masse [2] [1]	Aa	4,5+2,2-1,4 M☉
	Ab	1,26+0,14-0,07 M☉
	B	ca. 1,4 M☉
Radius [2]	Aa	R☉
	Ab	R☉
	B	ca. 1,4 R☉
Leuchtkraft [1]	Aa	L☉
	Ab	L☉
	B	ca. 3,9 L☉
Oberflächen- temperatur [1]	Aa	K
	Ab	K
	B	ca. 6900 K
Bezeichnungen und Katalogeinträge
Bayer-Bez.	α UMi
Flamsteed-Bez.	1 UMi
Bright-Star-Kat.	HR 424
HD-Katalog	HD 8890
Tycho-Katalog	TYC 4628-237-1
Hipparcos-Katalog	HIP 11767
ADS-Katalog	ADS 1477
Bonner Durchm.	Aa	BD +88° 8
	Ab	BD +88° 8
	B	BD +88° 7
SAO-Katalog	Aa	SAO 308
	Ab	SAO 308
	B	SAO 305
Der Polarstern (α UMi A) ist ein Cepheid mit sehr kleiner Amplitude.

Der Polarstern ist der hellste Stern (α Ursae Minoris) im Sternbild Kleiner Bär (im Deutschen volkstümlich auch Kleiner Wagen genannt). Der Stern 2. Größe steht nahe beim Nordpol des Himmels (Himmelsnordpol) und ist deshalb ein wichtiges Mittel zur Feststellung der geografischen Nordrichtung (siehe Polaris-Azimut).

Name

Für diesen Stern ist eine Vielzahl von Namen überliefert, was seine große Bedeutung in den verschiedensten Kulturkreisen widerspiegelt: Stella Polaris oder nur Polaris sowie Nordstern; bei den Griechen der Antike hieß er Phoenice („der Phönizische“), andere Namen sind Alruccabah (arabisch ar-Rukkabah „der Reiter“), Angelstern, Cynosaura, Cynosura (griechisch Κυνόσουρα „Schwanz des Hundes“), Lodestar, Mismar, Navigatoria, Tramontana, Kutup Yildizi (türkisch yıldız „Stern“), Çulpan und Poljarnaja.

Die systematische Bezeichnung in der Astronomie ist α Ursae Minoris oder kurz α UMi (bzw. Alpha UMi).

Dreifachsternsystem

Polaris ist ein visueller Doppelstern mit einem Begleiter der scheinbaren Helligkeit 9^m in 18,4" Abstand, der 1780 von Wilhelm Herschel entdeckt wurde. Der Hauptstern selbst ist nochmals doppelt, konnte aber erst 2006 mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops optisch als solcher aufgelöst werden. Die beiden Komponenten weisen einen Winkelabstand von 0,17 Bogensekunden auf.

Einige Zeit wurde der Hauptstern als pulsationsveränderlicher Stern der Klasse der Cepheiden mit einer Helligkeitsschwankung zwischen 1,92^m bis 2,07^m und einer Periode von 3,9 Tagen angesehen. Seit etwa 1980 klingen diese Schwankungen aber langsam ab und betragen inzwischen nur noch etwa 0,01^m bis 0,02^m. Durch die Eigenbewegung des Polarsterns entfernt sich dieser mit einer Geschwindigkeit von 17 km/s von der Erde. Bis zur Entdeckung seiner Veränderlichkeit diente Polaris auch als Bezugsstern (Nullpunkt) für die Skala der Helligkeiten.

Die Komponenten des engen Doppelsterns werden systematisch als Polaris Aa und Polaris Ab bezeichnet, der Begleiter als Polaris B. Der Hauptstern des Systems, Polaris Aa, ist ein Überriese und etwa 2000 mal so hell wie die Sonne. Er gehört zu den Cepheiden und ist gleichzeitig mit 430 Lichtjahren Abstand zur Sonne das nächste Exemplar dieser Sternklasse. Polaris Ab ist ein Zwergstern, der Polaris Aa in einem Abstand von ca. 20 AE (3 Milliarden Kilometer) in etwa 30 Jahren in einem retrograden Orbit umkreist. Zwei weitere potentielle Begleiter in 43" (C) und 83" (D) Abstand gehören sehr wahrscheinlich nicht zum Sternsystem. ^[3]

Daten des Polarsterns

Die Komponenten von Alpha Ursae Minoris

Der Polarstern befindet sich derzeit nur etwa 0,7° vom nördlichen Himmelspol entfernt und ist daher auf der Nordhalbkugel der Erde ganzjährig sichtbar (zirkumpolar), auf der Südhalbkugel hingegen nie. Aufgrund seiner Polnähe wird er seit langem als freiäugige Orientierungs- und Navigationshilfe verwendet. Man kann mit seiner Hilfe einen Kompass überprüfen oder in der Schifffahrt den Kurs eines Schiffs (z. B.: Breitensegeln).

Er scheint für Beobachter ohne Fernrohr das ganze Jahr über immer am gleichen Ort zu stehen; seine Höhe am Himmel entspricht ungefähr dem (nördlichen) Breitengrad, auf dem der Beobachter sich befindet. Als Stern 2. Größe fällt er jedoch nicht sofort ins Auge und ist keineswegs, wie häufig irrtümlich angenommen, der hellste Stern des Himmels. Die nächsten helleren Sterne sind etwa 30° entfernt in den Sternbildern Kassiopeia und Großer Bär; der Teil des Großen Bären, der den Großen Wagen bildet, wird häufig als Hilfe zum Auffinden des Polarsterns herangezogen (siehe unten).

Am südlichen Sternenhimmel gibt es keinen Stern vergleichbarer Helligkeit in Polnähe; als Pendant des Polarsterns kann dort Polaris Australis (σ Octantis) angesehen werden, ein viel schwächerer Stern 5. Größe.

Polarstern in Vorzeit und Zukunft

Die Erdachse im Raum ist nicht stabil und führt eine langsame Kreiselbewegung aus. Mit einer Periode von ca. 25.700 Jahren, dem platonischen Jahr, präzediert sie um den Pol der Ekliptik, der im Sternbild des Drachen liegt. Dadurch verschiebt sich im Laufe der Zeit die Lage der Himmelspole. Aufgrund der Präzession der Erde galt arabischen Astronomen ursprünglich Kochab und türkischen Astronomen Yildun als der Polarstern. Etwa 2.800 v. C. diente Thuban als Polarstern.

Scheinbare Bewegung der Sterne um den Himmelspol in unmittelbarer Nähe des Polarsterns

Der Polarstern bewegt sich gegenwärtig durch diese Verschiebung der Koordinaten noch geringfügig in Richtung Himmelspol und wird ihm im Jahr 2102 mit 0° 28' 31" in der geringsten Entfernung stehen. Danach wird er sich langsam wieder von diesem entfernen. In etwa 12.000 Jahren wird dann die Wega der neue Polarstern sein. Dieser Stern im Sternbild Leier war es bereits in der Steinzeit vor etwa 14.000 Jahren. An der Ausrichtung mancher Megalithen lassen sich entsprechende Effekte teilweise nachweisen.

Auffinden am Himmel

Das Sternbild Großer Bär bzw. Großer Wagen ist sehr deutlich und in nördlichen Breiten ganzjährig am Himmel zu sehen. Verlängert man die gedachte Verbindungslinie zwischen den beiden hellen hinteren Sternen des Großen Wagen (über dessen »Hinterachse«) um etwa das Fünffache, gelangt man fast direkt zum Polarstern, der ca. 1,5 Monddurchmesser neben der gedachten Linie liegt.

$\overline{\alpha_{UMa}\;\alpha_{UMi}}\quad=\quad5\cdot\overline{\alpha_{UMa}\;\beta_{UMa}}$

Orientierung des Großen Wagens zum Horizont gegen Mitternacht im Sommer in Deutschland

Eine andere Variante ist, zwischen dem ersten und dritten Deichselstern (je nach Jahreszeit und Beobachterposition) des großen Wagens und dem Mittelstern der Kassiopeia eine Linie zu ziehen. Der Polarstern befindet sich in etwa in der Mitte dieser Verbindungslinie.

Bei beiden Methoden besteht die Möglichkeit, den Polarstern versehentlich mit einem der beiden "Hinterachsensterne" des kleinen Wagens zu verwechseln. Hilfreich ist hier, dass weder unter- noch oberhalb des Polarsternes ein weiterer heller Stern direkt zu erkennen ist.

Die Lage des Großen Wagens und der Cassiopeia hängt wie erwähnt ab von der Jahreszeit, der Uhrzeit und dem Breitengrad des Beobachters (siehe auch Sternzeit).

Die Koordinaten des Polarsterns:

• Äquinoktium 2000.0: Rektaszension 2h 31m 49s, Deklination +89°15'51"
• Äquinoktium 1950.0: Rektaszension 1h 48,8m, Deklination +89°02'

Trivia

Aus Anlass des 50-jährigen Bestehens der NASA und des 45-jährigen Bestehens des "Deep Space"-Projekts der NASA wurde am 4. Februar 2008 der Beatles-Song „Across the Universe“ in Richtung des Polarsterns ausgestrahlt. Der Song wurde als MP3 codiert und mit Hilfe der Madrider Deep-Space-Antenne abgestrahlt. Etwa im Jahr 2440 wird „Across the Universe“ die Polarsternregion erreichen.

Eine schematische Darstellung der Lage am Himmel findet sich auch auf der Flagge Alaskas.

Weblinks

 Commons: Polaris – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Demonstration der Präzession (benötigt Java)
• www.wissenschaft.de: Astronomen fotografieren den bislang nur theoretisch bekannten kleinsten Angehörigen des Dreiergespanns
• North Star's Unseen Companion Photographed

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} I. A. Usenko, V. G. Klochkova: "Polaris B, an optical companion of the Polaris (α UMi) system: atmospheric parameters, chemical composition, distance and mass"; in: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Vol. 387, Issue 1, S. L1–L3
2. ↑ ^{a b} Evans et al.: "Direct Detection of the Close Companion of Polaris with the Hubble Space Telescope"; in: The Astronomical Journal, Vol. 136, Issue 3, S. 1137–1146
3. ↑ Evans et al.: "Polaris: Mass and Multiplicity"; in: Binary Stars as Critical Tools & Tests in Contemporary Astrophysics, Proceedings of IAU Symposium #240, held 22–25 August, 2006 in Prague, Czech Republic; Cambridge University Press, 2007, S. 102–104