ポラリス

ポラリス Aa は、超巨星の主星であり、振幅の小さい種族 Iの古典的なケフェイド変光星ですが、銀河緯度が高いため、かつてはII 型ケフェイド変光星と考えられていました。ケフェイド変光星は距離を決定するための重要な標準光源となるため、ポラリスは最も近いそのような星として^{[ 10 ]}集中的に研究されています。ポラリスの変光は1852 年以来疑われており、この変光は1911 年にEjnar Hertzsprungによって確認されました。^{[ 30 ]}

北極星の明るさの範囲は 1.86～2.13 等級とされていますが、^{[ 4 ]}発見以来、振幅は変化しています。1963 年以前は、振幅は 0.1 等級以上で、非常にゆっくりと減少していました。1966 年以降は、0.05 等級未満になるまで非常に急速に減少し、それ以降はその範囲付近で不規則に変動しています。現在、振幅は再び増加していると報告されており、これは他のケフェイド変光星では見られない逆転現象です。^{[ 6 ]}

周期は約 4 日で、時間とともに変化してきました。1963～1965 年の休止期間を除いて、毎年約 4.5 秒ずつ着実に増加しています。これは当初、ケフェイド不安定帯を横切る長期的な赤方偏移によるものと考えられていましたが、主脈動モードと第 1倍音脈動モードの干渉によるものかもしれません。^{[ 21 ] [ 31 ] [ 32 ]}北極星が基本脈動星か第 1 倍音脈動星か、また不安定帯を初めて横切るかどうかについては、著者間で意見が分かれています。^{[ 11 ] [ 32 ] [ 33 ]}

北極星の温度は脈動中にわずかにしか変化しないが、この変化の振幅は変動的で予測不可能である。各サイクル中の温度の不規則な変化と温度変化の振幅は、50K 以上​170  K は、北極星 Ab との軌道に関連している可能性があります。^{[ 12 ]}

Science誌に掲載された研究によると、北極星はプトレマイオスが観測した時よりも現在では2.5倍明るく、3等星から2等星に変化しているという。 ^{[ 34 ]}天文学者のエドワード・ギナンはこの変化を驚くべきものだと考えており、「もしこれが本当なら、これらの変化は現在の恒星進化理論で予測されている変化の100倍も大きい」と述べている。

トーレス（2023）は、視線速度と測光データの広範な歴史的まとめを発表した。彼は、ケフェイド変光星の周期の変化が逆転し、2010年頃から減少していると結論付けている。トーレスは、TESSデータは有用性が限られていると指摘している。サーベイ望遠鏡である TESS は、北極星よりも暗い星に最適化されているため、北極星は TESS のカメラを著しく過飽和させる。TESS から北極星の正確な全輝度を決定することは非常に難しいが、周期のタイミングを計るには適している。^{[ 35 ]}

さらに、ポラリスAaの挙動における明らかな不規則性は、Abの近星点通過と一致する可能性があるが、データの不正確さから決定的な結論は得られない。^{[ 35 ]}ガイアの距離では、Aa-Abの最接近は6.2 AU 。主星の半径は46 R☉_であり、これは近星点距離がその半径の約29倍であることを意味する。これはAbによるAaの上層大気への潮汐力を示唆している。このような連星の潮汐力は、ハートビート星で知られており、偏心近星点接近によって心電図に似た多様なモードの脈動が生じる。 

Szabados 1992 は、ケフェイド変光星の中で、1960 年代半ばに北極星で起こったような「位相ずれ」は連星系に関連していると示唆している。^{[ 36 ]}

2024年、ハーバード・スミソニアン博物館のナンシー・エヴァンス率いる研究チームは、干渉計CHARAアレイを用いた内側連星の最新データによる研究を発表した。彼らは、CHARAデータと以前のハッブル宇宙望遠鏡のデータ、そしてガイアの距離を組み合わせることで、軌道の解を改善した。446 ± 1光年、彼らはケフェイドの半径推定値46 R _☉を確認し、その質量を再決定しました。 5.13 ± 0.28 M☉ _。対応するポラリスAbの質量は 1.316 ± 0.028 M☉ _。ポラリスは、最良のケフェイド進化モデルと比較して依然として過剰に明るく、これはV1334 Cygniでも見られる現象である。ポラリスの急速な周期変化と脈動振幅の変動は、他のケフェイドと比較して依然として特異であるが、第一倍音脈動に関連している可能性がある。^{[ 9 ]} 

エバンスらは、ポラリスAaの表面の特徴を画像化することにも暫定的に成功した。大きな明るい部分と暗い部分がクローズアップ画像に現れ、時間とともに変化する。この検出を確認するには、追跡画像キャンペーンが必要である。^{[ 9 ]} ポラリスの年齢をモデル化するのは困難である。現在の最良の推定では、ケフェイド変光星は2つの主系列星よりもはるかに若いことがわかっており、共通の起源を排除するのに十分なようで、これは三重星系ではまずあり得ないことである。^{[ 15 ] [ 16 ]}

Torres (2023) と Evansら(2024) はともに、最近の文献ではポラリスが第 1 倍音脈動器であるという点で慎重ながらも一致していると述べている。^{[ 35 ] [ 9 ]}

北極星は北極の上空で地球の自転軸 とほぼ一直線上にあるため、空でほとんど動かず、北の空のすべての星がその周りを回転しているように見える。そのため、天体航法や天体測定のための測定を行うためのほぼ固定点となる。地平線からの北極星の高度は、観測者の緯度を概ね示す。 ^{[ 17 ]}北極星は夜空で最も明るい星だと一般的に信じられているが、実際はそうではない。北極星の見かけの等級は約1.98で、47番目に明るい星にすぎない。^{[ 37 ]}

2018年、北極星は自転軸から0.66°（39.6分角）離れており（月の円盤の1.4倍）、直径1.3°の小さな円を描いて自転軸の周りを公転しています。北極星は2100年直後に自転軸に最も近づきます（約0.45度、または27分角）。^{[ 39 ]}北極星は天の北極に非常に近いため、地球の自転軸の歳差運動により赤経が急速に変化しており、2000年の2.5時間から2100年の6時間になっています。恒星日のうち2回、北極星の方位角は真北になります。それ以外の時間は東または西にずれているため、方位角は表または経験則を使用して修正する必要があります。最も近似的な方法^{[ 38 ]}は、おおぐま座の「北斗七星」の先端部分を使用して行われます。先端部分（ドゥベ星とメラク星によって定義される）は時計の文字盤を基準とし、異なる緯度における北極星の真の方位角が計算されます。

北極星が天の極に向かって、そして将来は天の極から遠ざかるように見える動きは、歳差運動によるものです。^{[ 40 ]}北天の極は何千年もの間円を描いて歳差運動します。北極星は西暦約2100年頃に天の極に最も近づき、その後、北極は遠ざかり始めます。北極星は西暦4000年にエライ星（ガンマ・ケフェイ星）を、 ^{[ 41 ]}西暦10000年にデネブを、西暦14500年にベガを通過します。^{[ 42 ]}天の極は、26000年かけて歳差運動を完了した後、再び北極星に戻ります。

紀元前2750年頃、天の北極はトゥバンに近く、 ^{[ 40 ]}古典古代には北極よりもコカブ（β UMi）にわずかに近かったが、それでも約どちらの星からも10 °離れている。^{[ 43 ]}古代末期には、β UMi から α UMi までの距離とほぼ同じ角度であった。紀元前 320 年頃のギリシャの航海士ピュテアスは、天の北極には星がないと述べている。しかし、天の北極に近い明るい星の 1 つとして、ポラリスは少なくとも古代末期から航海に使用され、ストバイオス(5 世紀) によって ἀεί φανής ( aei phanēs )「常に見える」と記述され、また、バーナーやランプに似た Λύχνος ( Lychnos ) とも呼ばれ、中世盛期以降、ギリシャ語とラテン語の両方で、ステラ ポラリスと記述されるのが妥当である。 1492年の最初の大西洋横断航海で、クリストファー・コロンブスは「北極星が極を中心として描く円」を修正しなければならなかった。^{[ 44 ]} 1599年頃に書かれたシェイクスピアの戯曲『ジュリアス・シーザー』では、シーザーは自分自身を「北極星のように不変」だと表現しているが、シーザーの時代には不変の北極星は存在しなかった。^{[ 37 ]}

北極星は、ナサニエル・ボウディッチの古典的な航海術の本『American Practical Navigator 』（1802年）で言及されており、航海星の1つとして挙げられている。^{[ 45 ]}

現代の名称であるポラリス^{[ 63 ]}は、ルネサンス期にこの星が天の極に数度以内まで近づいたときに作られた新ラテン語のstella polaris（「極星」）を短縮したものです。 ^{[ 64 ] [ 65 ]} stella polarisという名称が印刷物に初めて登場したのは、 1492年のアルフォンソ表です。^{[ 43 ]}

1547年に書かれたジェンマ・フリシウスは、それを「極星と呼ばれる星」と呼び、天の北極から3°8'の位置に置いている。 ^{[ 64 ] [ 65 ]}

2016年、国際天文学連合は恒星の固有名詞をカタログ化して標準化するために恒星名作業部会（WGSN）^{[ 66 ]}を組織した。WGSNの2016年7月の最初の会報には、WGSNによって承認された最初の2つの名前のバッチの表が含まれており、その中には星α Ursae Minoris AaのPolarisが含まれていた。 ^{[ 67 ]}

古代においては、北極星はまだ肉眼で見える天の北極に最も近い星ではなく、航海には単一の星ではなくこぐま座全体が使われていました。北極星は中世初期には天の北極に十分近づき、肉眼で見える最も近い星となりましたが、それでも数度の距離はありました。この特徴を表す「北極星」という名称は中世以来数多く使われてきました。古英語では、scip-steorra（「船の星」）として知られていました。^{[ 68 ]}

「古英語のルーン詩」では、Tルーンは明らかに「周極星座」または火星と関連付けられている。^{[ 69 ]}

中世後期には、以前の転写ミスにより、聖母マリアの称号である「海の星」Stella Marisと関連付けられるようになった（1270年代頃のBartholomaeus Anglicusにもそのように記載されている） ^{[ 70 ] 。 [ 71 ]}

14世紀以来確認されている古い英語名は、lodestar「導きの星」で、古ノルド語のleiðarstjarna、中高ドイツ語のleitsterneと同源である。^{[ 72 ]}

こぐま座の古名であるキノスラ（ギリシャ語のκυνόσουρα「犬の尻尾」に由来）^{[ 43 ]}は、近世初期には特に北極星と関連付けられるようになった。マリアを北極星（Stella Polaris ）と同一視し、キノスラを星の名前として用いたことは、1655年にニコラウス・ルケンシス（ニッコロ・バルソッティ・デ・ルッカ）が出版したマリア詩集『 Cynosura seu Mariana Stella Polaris』（すなわち「キノスラ、またはマリアの北極星」）というタイトルからも明らかである。

詩の中では、スペンサーが「不動の星」と呼んだように、不動の象徴として用いられてきた。 シェイクスピアのソネット116は、北極星を指針として象徴する例である。「愛は、あらゆる漂流する船にとっての星であり、その高さは測れるものの、その価値は計り知れない。」^{[ 73 ]}

古代フィンランド人の世界観では、北極星は「釘星」や「タイヴァアンナパ」とも呼ばれていました。これは、北極星が天空に繋がっているように見えたり、他の星がその周りを公転する際に天空を固定する役割を果たしているように見えたためです。星空が北極星を中心に回転しているように見えたことから、天空は車輪に例えられ、北極星はその軸の支点と考えられていました。北極星に由来する名前としては、「天空のピン」や「世界のピン」などがあります。

イスラム以前の伝統的なアラビア天文学では、その名前はアル・ジャディالجدي (「子ヤギ」、Description des Etoiles fixes では「le Chevreau」という意味)であり、^{[ 74 ]}中世イスラム天文学でもその名前が使われた。^{[ 75 ] [ 76 ]}当時、それは現在ほど北天の極に近くなく、極の周りを回転していた。^{[ 43 ]}

アラビア語由来の別の名前、アルルカバまたはアルルッカバ（アル・ルクバは膝を意味する）は、1492年のアルフォンソ表をはじめとするいくつかの西洋の資料に登場するが、これは誤って適用されたものである。^{[ 43 ] [ 77 ]}

ヒンドゥー教のプラーナ文献では、それはドゥルヴァ（「不動の、固定された」）という名前で擬人化された。 ^{[ 78 ]}

中国の伝統的な天文学では、北極星は小熊座のデルタ星、イプシロン星、ゼータ星、およびケフェウス座の他の2つの星とともに、勾陳（ 「湾曲した配列」）と呼ばれる星群の一部である。^{[ 43 ]}

イヌイットの天文学では、北極星はヌートゥイットゥク（音節文字：ᓅᑐᐃᑦᑐᖅ）として知られています。^{[ 79 ]}

ラコタ族の伝統的な星の知識では、北極星は「Wičháȟpi Owáŋžila」と呼ばれています。これは「静止した星」という意味です。この名前は、彼が「赤い頬の女」であるTȟapȟúŋ Šá Wíŋと結婚したラコタ族の物語に由来しています。しかし、彼女は天から落ち、悲しみに暮れたWičháȟpi Owáŋžilaは「waŋkátu」（地上）から永遠に見下ろしていました。^{[ 80 ]}

平原クリー族は星をネヒヤウェウィン語で「動かない星」と呼んでいる（音節：ᐊᒑᐦᑯᐢ ᐁᑳ ᑳ ᐋᐦᒌᐟ）。^{[ 81 ]}

ミクマウィシムク語では、この星はタタプンと呼ばれている。^{[ 82 ]}

ポリネシア航海協会が使用したこの星のハワイ語名は、ホクパア（Hōkūpa'a）で、「恒星」を意味する。^{[ 83 ]}

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  ヌナブト準州の旗
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  アラスカ州の旗
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  ミネソタ州の旗
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  ミネソタ州ダルースの旗
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  メイン州の旗
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  メイン州の旗（1901年～1909年）
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  パンアメリカ博覧会の旗（1901年）^{[ 88 ]}
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  フランシス・レオポルド・マクリントックが北極で使用したそりの旗（1852年～1854年） ^{[ 89 ]}

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  ヌナブト準州の紋章
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  ミネソタ州の紋章
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  メイン州の紋章
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  ウツヨキの紋章

• 中国の諜報船「北極星（Beijixing） 」は、北極星にちなんで名付けられた。
• USSポラリスは北極星にちなんで名付けられました