2001. augusztus – Polaris, az mindenségnek tengelye

A precesszió és sajátmozgása miatt 2100 körül lesz legközelebb az északi
pólushoz (alig 27 ívpercre).

 
Első pillantásra nincs semmi különös a Polarisban, az egy speciális égi
helyzetét kivéve. Igazából a geometriai miszticizmusokat kedvelő
nagyközönség számára már ez is elég szokott lenni (l. az asztrológiai
kiírthatatlansága), de ha kicsit jobban körbejárjuk objektumunkat, nagyon
sok érdekességre rábukkanhatunk.

Polaris, a többescsillag

Elsőként a kettőscsillagok szerelmeseit szeretnénk felvidítani. A Polaris
egy olyan többszörös rendszer, ami áll egyrészt egy szoros párból
(alfa UMi A és alfa UMi P=alfa UMi a), egy távolabbi kísérőből (alfa
UMi B), illetve két, még távolabbi komponensből (alfa UMi C és D). Az A
komponens szoros kísérőjét egyes katalógusok (pl. Hipparcos Input Catalogue)
P-vel, más katalógusok (pl. WDS, CHARA) a-val jelölik. Tekintsük át a
rendszer tagjait!

Az alfa UMi A a legfényesebb komponens, tulajdonképpen ezt látjuk szabad
szemmel. Az A komponens egy cefeida típusú pulzáló változócsillag (a vele
kapcsolatos érdekességekre később térünk ki). Átlagos radiális sebességének
hosszútávú ingadozásai vezettek el a P komponens felfedezéséhez. Ez utóbbi
29,6 év alatt járja körül az A komponenst, átlagosan kb. 3 Cs.E.
távolságban. Ez kb. 0,03 ívmásodperces szögtávolságnak felel meg, mindeddig
nem is sikerült közvetlenül detektálni. Valószínűsíthető látszó fényessége 8
magn. körüli, ami különösen nehézzé teszi azonosítását. Az ultraibolya
színképben sem látszik, ami alapján A8V-nél későbbi a színképtípusa. A 2
magnitúdós látszó fényesség, valamint a 132 parszekes távolság alapján az
alfa UMi A abszolút fényessége -3,6 magnitúdó.

A Polaris AP két lehetséges pályája a tömegközépponti rendszerben, illetve a
hozzá tartozó sajátmozgás-irányok (Wielen és munkatársai 2000).

Az alfa UMi (AP)-B kettőst már W. Herschel felfedezte 1782-ben. A
jelenlegi szögtávolságuk 18,2", ami 2400 Cs.E., azaz 0,012 pc valódi
távolságnak felel meg. K. Kamper spektroszkópiai vizsgálatai alapján a B
csillag sebességkomponensei megegyeznek az A-éval, így valószínűleg fizikai
és nem csak optikai kettősről van szó. Amennyiben tényleg keringenek egymás
körül, akkor a csillagok becsült tömegei és távolságuk alapján az (AP)-B
rendszer keringési ideje 50 ezer év körüli. Sok meteor le fog még hullani az
ég csatornáin, mire ezt a feltevést igazolni, vagy cáfolni tudjuk…

Burnham 1884-ben és 1890-ben két közeli halvány csillagot is megfigyelt,
ezek kapták az alfa UMi C és D jelet. 1890-ben a CA távolság 44,68", a DA
távolság 82,83" volt. A WDS szerint fényességük 13,1 és 12,1. Ezek
kapcsolatáról gyakorlatilag semmi nem lehet mondani, igen nagy eséllyel csak
optikai kísérők.

Polaris, a változócsillag

Mint már fentebb említettük, a szabadszemes komponens egy cefeida típusú
pulzáló változócsillag. Periódusa igen stabil, 3,97 napos. Ami miatt az
elmúlt években sokszor találkozhattunk a Polaris nevével, az a pulzáció
amplitúdójának csökkenése. Az 1980-as évek első felében fedezték fel, hogy
az elmúlt 100 évben erőteljes amplitúdócsökkenést mutatott a csillag. 1900
körül még 0,12 magn. volt a fénygörbe amplitúdója, amihez 6 km/s-os
radiális sebesség amplitúdó tartozott. Mára ez lecsökkent 0,03 magnitúdóra,
illetve 1,6 km/s-ra. Az 1990-es évek közepén azt is megjósolták, hogy akár
kimutathatatlanul kicsire lecsökken (kvázi leáll) a csillag pulzációja, ám
ez mindeddig nem következett be. Gyakorlatilag mind a mai napig nem tudjuk
biztosan, hogy mi okozta ezt a változást. Felmerült, hogy közvetlenül
megfigyeljük egy csillag elfejlődését az instabilitási sávból, ám ez nem
tűnik valószínűnek annak fényében, hogy a Hertzsprung-Russell-diagramon a
Polaris közvetlen szomszédságában erőteljes pulzációt mutató cefeidák
találhatók (pl. RT Aurigae).

További érdekesség a cefeidával kapcsolatban, hogy az ezen csillagokra
vonatkozó csillagfejlődési elméletek segítségével kaphatunk becslést a
rendszer korára. A Polaris A, mint nagytömegű szuperóriás csillag,
semmiképpen nem öregebb olyan 70 millió évnél, ami szigorú megkötést jelent
a további komponensek természetére is. Pl. ha a C és a D kísérők valódi
fizikai tagok, akkor a fiatal kor alapján még éppen csak elérték a nullkorú
fősorozatot, vagy akár még fősorozat előtti csillagok is lehetnek.

A Polaris a legközelebbi cefeida, paradox módon mégsem segít a cefeida
periódus-fényesség reláció kalibrálásában, hiszen nem tipikus tagja
osztályának, nem tudhatjuk, mennyiben tér el abszolút fényessége a többi
hasonló periódusú cefeidáénál. Így hiába ismert a távolsága igen pontosan
(132+/-8 parszek), botor dolog lenne abszolút fényessége (-3,6 magn.)
alapján meghatározni a periódus-fényesség reláció zéruspontját. Hát igen,
nehéz az élet egy rosszul berendezett Tejútrendszerben, ahol nem hemzsegnek
100 parszeken belül a tipikus cefeidák…

Polaris, a fény az éjszakában

Ha még az eddigiek sem győzték meg a tisztelt olvasót a Polaris
izgalmasságáról, akkor íme egy újabb adalék. F. Zagury és munkatársai
1999-ben megvizsgálták az MCLD 123.5+24.9 igen romantikus nevű galaktikus
ködösséget. Ez egy olyan molekulafelhő, ami a Polaris Flare néven ismert
óriási infravörös galaktikus cirruszfelhő közelében található. Maga a
Polaris alig 1 fokra van a ködtől.

Eredményeik alapján az MCLD 123.5+24.9 nagy valószínűséggel a Polaris
fényét veri vissza ránk. A Földtől 105-125 parszekre, a Polaristól pedig
6-25 parszekre helyezkedik el. Fénye elsősorban a Polaristól származik, míg
a távoli infravörös tartományban termális emissziót mutat.

{mosimage}
Balra: Az MCLD 123.5+24.9 ködösség, a Polaris feltételezett reflexiós ködje. A kép
50×43 ívperc méretű, közepének koordinátái RA(1950)=01h33m, D(1950)=87° 38′.
Jobbra: a Polaris, az MCLD 123.5+24.9 és a megfigyelő viszonya sematikusan.

Sajnos senki ne kapja elő binokliját, hogy az első derült éjszakán
felkeresse az objektumunkat, ugyanis felületi fényessége borzasztó kicsi.
2000 tavaszán elkészítettünk egy 10 perces expozíciós idejű képet a
Piszkéstetői Schmidt-távcsővel, és bizony, alig-alig sikerült bármit is
rögzíteni a köd legfényesebb részeiből. Mellékelt ábráinkon a
francia kutatók másfél órás expozícióját, valamint egy egyszerű geometriai
vázlatot mutatunk be erről az érdekes reflexiós ködről.

…és végül, Polaris, a legendás csillag

Túlzás nélkül állíthatjuk, hogy az elmúlt évszázadok egyik legtöbbet
emlegetett csillaga a Polaris volt. Mind a világirodalom, mind a különböző
népek legendái történetek tucatjaiban örökítette meg a Sarkcsillagot. Már a
rómaiak számára is az állandóság jelképe volt, igaz, akkortájt az alfa és a
béta UMi körülbelül ugyanolyan távolságban volt az akkori északi pólustól.
Az angolszász törzsek jó ezer évvel ezelőtt Hajóscsillagnak nevezték.
Korábban Thálész állítólag a főniciaiaktól tanulta meg használatát a
navigációban. Az arabok Észak csillagaként emlegették. Dante-től
Shakespeare-en keresztül Wordsworth-ig írók és költők egyaránt megénekelték
a Polarist, mint a változatlanság, a stabilitás jelképét. Pontosan a
precesszió az oka, hogy az alfa és a béta UMi, mint a pólus gárdistái is
ismertek voltak. 3000 évvel ezelőtt a béta sokkal közelebb volt a pólushoz,
mint az alfa, így a korai feljegyzések valószínűleg rá vonatkoznak, és nem a
mai Polarisra. Ez azonban semmit nem von le annak az értékéből, hogy a régi
népek számára kiemelt jelentőségű volt az északi csillag. És igaz ez az
ázsiai kultúrákra ugyanúgy, mint az európaiakra. Az indiai és kínai
civilizációkban egyaránt az univerzum tengelyeként jelenik meg, ami mind
építészetükben, mind egyéb művészetükben maradandó nyomot hagyott. Egy külön
csillagászattörténeti cikket lehetne ezekkel megtölteni, ám ez túlmutat már
jelen írás keretein. A szerző csak bízhat abban, hogy sikerült meggyőzően
bemutatni a Polaris érdekességeit, és "buta asztrofizikusként" maga is várja
az esetleges későbbi csillagászattörténeti áttekintést a Polaris történelmi
és művészeti megjelenéseiről.