نجم القطب الشمالي

آثار النجوم القطبية في صورة ملتقطة بتعريض ضوئي طويل لعدة ساعات. تترك النجوم القريبة من القطب السماوي آثارًا أقصر مع التعريض الضوئي الطويل.

النجم القطبي هو نجم لا يغيب أبدًا تحت الأفق عند رؤيته من خط عرض معين على الأرض، وذلك لقربه الظاهري من أحد القطبين السماويين . ولذلك، يمكن رؤية النجوم القطبية من ذلك الموقع باتجاه أقرب قطب طوال الليل في كل ليلة من ليالي السنة (وكانت ستظل مرئية طوال النهار أيضًا لولا وهج الشمس ). وهناك أنواع أخرى تُسمى النجوم الموسمية .

تقع جميع النجوم القطبية ضمن دائرة قطبية يتحدد حجمها بخط عرض الراصد. تحديدًا، يساوي القياس الزاوي لنصف قطر هذه الدائرة خط عرض الراصد. وكلما اقترب الراصد من القطب الشمالي أو الجنوبي ، اتسعت دائرة النجوم القطبية المحيطة به.

قبل أن يُصاغ تعريف القطب الشمالي رسميًا على أنه المنطقة الواقعة شمال الدائرة القطبية الشمالية والتي تشهد شمس منتصف الليل ، كان يُشير بشكل أوسع إلى تلك الأماكن التي تظهر فيها كوكبات الدببة ( الدب الأكبر ، والدب الأصغر ) عالية في السماء. ومن هنا، فإن كلمة "القطب الشمالي" مشتقة من الكلمة اليونانية ἀρκτικός ( أركتيكوس )، والتي تعني "شبيه بالدب"، والمشتقة بدورها من الكلمة اليونانية ἄρκτος ( أركتوس )، والتي تعني "دب".

توضيح

رسم هندسي يثبت أن الزاوية بين القطب السماوي الشمالي وأفق الراصد، أي الزاوية التي تغطي نصف قطر الدائرة القطبية، تساوي خط عرض الراصد.

مع دوران الأرض حول محورها يوميًا، تبدو النجوم وكأنها تتحرك في مسارات دائرية حول أحد القطبين السماويين (القطب السماوي الشمالي للمراقبين في نصف الكرة الشمالي ، أو القطب السماوي الجنوبي للمراقبين في نصف الكرة الجنوبي ). تبدو النجوم البعيدة عن القطب السماوي وكأنها تدور في دوائر واسعة، بينما تدور النجوم القريبة جدًا من القطب السماوي في دوائر صغيرة، ولذا تكاد لا تبدو وكأنها تقوم بأي حركة يومية . وبحسب خط عرض الراصد على الأرض، فإن بعض النجوم - النجوم القطبية - تكون قريبة بما يكفي من القطب السماوي لتبقى باستمرار فوق الأفق، بينما تغيب نجوم أخرى تحت الأفق لجزء من مسارها الدائري اليومي (وتبقى نجوم أخرى تحت الأفق بشكل دائم).

تظهر النجوم القطبية وكأنها تقع ضمن دائرة مركزها القطب السماوي ومماسّة للأفق . عند القطب الشمالي للأرض ، يكون القطب السماوي الشمالي فوق الرأس مباشرةً، وجميع النجوم المرئية (أي جميع النجوم في نصف الكرة السماوية الشمالي ) هي نجوم قطبية. [ 1 ] كلما اتجهنا جنوبًا، يتحرك القطب السماوي الشمالي نحو الأفق الشمالي. تبدأ المزيد من النجوم البعيدة عنه بالاختفاء تحت الأفق لجزء من مدارها اليومي ، وتصغر الدائرة التي تضم النجوم القطبية المتبقية تدريجيًا. عند خط الاستواء ، تتلاشى هذه الدائرة لتصبح نقطة واحدة - القطب السماوي نفسه - الذي يقع على الأفق، وبالتالي فإن جميع النجوم التي يمكن أن تكون قطبية تكون تحت الأفق لنصف كل 24 ساعة. هناك، لا يمكن رؤية النجم القطبي إلا من مكان مرتفع بما يكفي.

كلما اتجهنا جنوب خط الاستواء، يحدث العكس. يظهر القطب السماوي الجنوبي أعلى فأعلى في السماء، وتصبح جميع النجوم الواقعة ضمن دائرة متزايدة الاتساع مركزها هذا القطب نجوماً قطبية حوله. ويستمر هذا حتى نصل إلى القطب الجنوبي للأرض ، حيث تصبح جميع النجوم المرئية، مرة أخرى، نجوماً قطبية.

يقع القطب الشمالي السماوي على مسافة قريبة جدًا (أقل من درجة واحدة) من نجم القطب ( بولاريس أو النجم الشمالي)، لذا من نصف الكرة الشمالي، تبدو جميع النجوم القطبية وكأنها تدور حول بولاريس. يبقى بولاريس نفسه ثابتًا تقريبًا، دائمًا في الشمال (أي عند سمت 0 درجة)، ودائمًا على نفس الارتفاع (الزاوية من الأفق)، مساويًا لخط عرض الراصد . تُصنف هذه النجوم بعد ذلك إلى أرباع.

يكون سمت نجم القطب الشمالي دائمًا مساويًا للصفر . ارتفاع القطب عند خط عرض معين Ø ثابت، وقيمته تُعطى بواسطة Ø. جميع النجوم التي يقل ميلها عن 90° – Ø ليست نجومًا قطبية. [ 2 ]

تعريف

مسارات النجوم القطبية الملتقطة بتعريض ضوئي طويل
رسم تخطيطي للنجوم القطبية بافتراض أن الراصد موجود عند خط عرض +19 درجة.

يعتمد كون النجم قطبيًا على خط عرض الراصد . [ 3 ] بما أن ارتفاع القطب السماوي الشمالي أو الجنوبي (أيهما مرئي) يساوي القيمة المطلقة لخط عرض الراصد، [ 3 ] فإن أي نجم تكون المسافة الزاوية بينه وبين القطب السماوي المرئي أقل من خط العرض المطلق يُعتبر قطبيًا. على سبيل المثال، إذا كان خط عرض الراصد 50°  شمالًا، فسيكون أي نجم قطبيًا إذا كان يبعد أقل من 50° عن القطب السماوي الشمالي. وإذا كان خط عرض الراصد 35°  جنوبًا، فإن جميع النجوم الواقعة ضمن نطاق 35° من القطب السماوي الجنوبي تُعتبر قطبية. أما النجوم الواقعة على خط الاستواء السماوي فلا تُعتبر قطبية عند رصدها من أي خط عرض في أي من نصفي الكرة الأرضية.

يمكن حساب ما إذا كان نجم معين قطبيًا عند خط عرض الراصد ( θ ) بدلالة ميل النجم ( δ ). يكون النجم قطبيًا إذا كان مجموع θ + δ أكبر من +90° (للراصد في نصف الكرة الشمالي )، أو أقل من -90° (للراصد في نصف الكرة الجنوبي ). وبالمثل، لن يرتفع النجم أبدًا فوق الأفق المحلي إذا كان الفرق بين δ و θ أقل من -90° (للراصد في نصف الكرة الشمالي)، أو أكبر من +90° (للراصد في نصف الكرة الجنوبي). لذا، فإن نجم كانوبوس غير مرئي من سان فرانسيسكو ولندن ، ومرئي بشكل هامشي من إشبيلية وسيول وناشفيل .

بعض النجوم الواقعة ضمن الكوكبة الشمالية البعيدة (مثل كوكبة ذات الكرسي ، وقيفاوس ، والدب الأكبر ، والدب الأصغر ) شمال مدار السرطان تقريبًا (23°  26′  شمالًا) ستكون نجومًا قطبية، لا تشرق ولا تغرب أبدًا. [ 3 ]

بالنسبة للمراقبين في الجزر البريطانية، على سبيل المثال، لا تغرب نجمتا كابيلا (ميل +45°  59′) ودينيب (+45° 16′) من القدر الأول من أي مكان في البلاد. أما نجم فيغا (+38° 47′) فهو قطبي شمال خط عرض 51° 13′ شمالاً (جنوب لندن مباشرةً )؛ ومع الأخذ في الاعتبار الانكسار الجوي ، فمن المرجح أن يُرى غروبه فقط عند مستوى سطح البحر من كورنوال .    

النجوم الموجودة في أقصى جنوب الكوكبات (مثل كوكبة الصليب الجنوبي ، وكوكبة الذباب ، وكوكبة هيدروس ) جنوب مدار الجدي تقريبًا (23°  26′  جنوبًا) تكون قطبية بالنسبة لنقاط الرصد النموذجية الواقعة وراء ذلك المدار. [ 3 ]

النجوم (والمجموعات النجمية) التي تدور حول القطب في نصف الكرة الأرضية تكون دائمًا غير مرئية عند نفس خط العرض (أو أعلى) في نصف الكرة الأرضية الآخر، ولا ترتفع أبدًا فوق الأفق. على سبيل المثال، نجم أكروكس الجنوبي غير مرئي من معظم الولايات المتحدة المتجاورة ؛ وبالمثل، فإن النجوم السبعة لمجموعة الدب الأكبر الشمالية غير مرئية من معظم منطقة باتاغونيا في أمريكا الجنوبية .

الأبراج

الكوكبة القطبية هي كوكبة (مجموعة من النجوم ) لا تغيب أبدًا تحت الأفق ، كما تُرى من أي موقع على سطح الأرض . عند النظر من القطب الشمالي ، تكون جميع الكوكبات المرئية بوضوح شمال خط الاستواء السماوي كوكبات قطبية، وكذلك الحال بالنسبة للكوكبات جنوب خط الاستواء السماوي عند النظر من القطب الجنوبي . أما عند النظر من خط الاستواء ، فلا توجد كوكبات قطبية. عند النظر من خطوط العرض الشمالية المتوسطة (40-50 درجة شمالًا)، قد تشمل الكوكبات القطبية الدب الأكبر ، والدب الأصغر ، والتنين، وقيفاوس ، وذات الكرسي ، بالإضافة إلى كوكبات أقل شهرة مثل الزرافة ، والوشق ، والسحلية . [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ريدباث، إيان (2006). رفقاء الشهود: علم الفلك . بنغوين. ص  148. ISBN 0756648459.
  2. ^ كارتونين، هانو؛ كروجر، بيكا؛ أوجا، هيكي؛ بوتانين، ماركو؛ دونر، كارل جوهان، محرران. (2007). علم الفلك الأساسي ( الطبعة الخامسة). سبرينغر للعلوم والإعلام التجاري . ص. 19. رقم ISBN   978-3540341444.
  3. 1 2 3 4 نورتون، أ.ب. (1986). أطلس نورتون للنجوم ودليل المراجع لعام 2000. لونغمان للعلوم والتقنية. الصفحات 39-40 . 
  4. يونغ، تشارلز أوغسطس (1897)، علم الفلك: وصف موجز للأبراج المرئية في الولايات المتحدة، مع خرائط النجوم، وقوائم بالأشياء التي يمكن رصدها بواسطة تلسكوب صغير ، جين، ص 9-14 . 
  • موقع بارتلبي الإلكتروني: النجم القطبي
  • مسارات النجوم في شمال الدائرة القطبية
  • مسارات النجوم في القطب الجنوبي
  • درس تعليمي في تصوير مسارات النجوم