Рассказывая о тех или иных астрономических явлениях и объектах, мы часто пользуемся различными специальными терминами, смысл которых для читателя не вполне очевиден. Один из таких терминов — полюс мира и, в частности, северный полюс мира. Что такое географические полюса, ясно — это точки, в которых воображаемая ось вращения Земли пересекает ее поверхность в северном и южном полушариях. А вот откуда взялись полюса на небе?

Сегодня каждый знает, что звезды находятся от нас на различном расстоянии. Однако непосредственное наблюдение неба не позволяет сказать, какие звезды находятся дальше от нас, а какие ближе. Все они кажутся расположенными на одном (невообразимо большом!) расстоянии, как бы прикрепленными к невидимой небесной сфере. Древние полагали что небесная сфера реальна. Эта кажущаяся небесная сфера (а для для наших предков вполне материальная) медленно вращается, делая один полный оборот за сутки, отражая тем самым действительное вращение Земли.

Вместе с небесной сферой движутся по небу и звезды. Подобно Солнцу и Луне они встают в восточной части неба, поднимаются выше всего над горизонтом на юге и заходят на западе, описывая за сутки полный круг. Если мы внимательно понаблюдаем за движением небесной сферы в течение нескольких часов, то сможем даже обнаружить место пересечения с небесной сферой оси ее вращения. Поможет нам в этом деле фотокамера, снимающая звездное небо с большой выдержкой.

Снимая небо на фотокамеру, мы можем проследить за суточным движением звезд. Для этого нужно закрепить камеру неподвижно на штативе и поставить длительную выдержку. Снимок с минутной экспозицией уже покажет звезды в виде крошечных черточек, а пятнадцатиминутные снимки позволят увидеть, что звездные пути представляют собой дуги окружностей, которые тем больше, чем дальше звезда находится от небесного полюса. Этот снимок получен в Австралии, в южном полушарии Земли. Следовательно, в данном случае мы смотрим в направлении южного полюса мира. Фото: Fabian Neyer

Это место и называется небесным полюсом или полюсом мира. Как видим, аналогия с географическим полюсом полная. Только если в случае с географическим полюсом речь шла о точке пересечения оси вращения Земли с поверхностью планеты, то в случае с полюсом мира мы говорим уже о точке пересечения оси вращения небесной сферы с самой этой сферой.

Самое главное, что нужно уяснить, это тот факт, что никакой вращающейся небесной сферы на самом деле не существует. Это иллюзия, порожденная двумя факторами: а) вращением Земли вокруг собственной оси и б) невообразимой удаленностью звезд, так что наши глаза не видят их пространственное положение и вследствие этого воспринимают их как объекты, находящиеся на одном и том же расстоянии от нас (то есть, говоря геометрическим языком, на сфере). А раз небесная сфера иллюзия, и вращается на самом деле Земля, полюса небесной сферы (северный и южный) находятся в тех точках неба, на которые указывает ось вращения Земли!

Действительно, стоя на географическом северном полюсе, мы обнаружили бы северный полюс мира прямо над головой, в зените, а южный, соответственно, внизу, в точке надира. На экваторе (то есть, находясь «на боку» планеты) мы обнаружили бы полюса небесной сферы на горизонте. В общем случае северный полюс мира наклонен к горизонту на угол, равный широте места наблюдения (в Москве — примерно на 56°, а в Мурманске — на 69°).

Теперь давайте взглянем еще на одно фото звездных следов:

При совершении суточного вращения часть звезд вовсе не заходит за горизонт. Созвездия, в которые они входят, называются околополярными. Фото: Rogelio Bernal Andreo

Обратите внимание, из-за того что в средних широтах полюс мира находится достаточно высоко над горизонтом, довольно большая часть звезд вообще никогда не заходит за горизонт: их суточные круги слишком малы и в самой нижней части траектории они «не дотягивают» до горизонта.

Звезды, не заходящие за горизонт, формируют так называемые околополярные созвездия, то есть те созвездия, которые находятся вблизи небесного полюса. В северном полушарии их семь: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Жираф и Рысь. Кроме Жирафа и Рыси, помещенных на небо в XVII веке, околополярные созвездия имеют весьма древнее происхождение. Возраст всех их больше двух тысяч лет, а созвездие Большой Медведицы, к примеру, было общеизвестно уже во времена Гомера!

Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы. Это небольшое созвездие, которое почти целиком состоит из звезд Малого Ковша. (Малый Ковш сам по себе созвездием не является — это астеризм!) Самая яркая звезда Малой Медведицы — знаменитая Полярная звезда, которая получила свою известность именно благодаря своей близости к полюсу мира. Суточный круг, описываемой Полярной звездой, настолько мал, что практически она находится и зимой и летом на одном и том же месте небесной сферы вне зависимости от времени суток.

Зная местонахождение Полярной звезды, можно легко ориентироваться на местности. Если мы проведем отвесную прямую от северного полюса мира — или, что одно и то же, от Полярной звезды — к горизонту, то она укажет на север. Теперь, зная, где находится север, мы без труда найдем и другие стороны света.

Из всего вышесказанного мы можем сделать вывод, что в течение суток звезды вращаются вокруг полюса мира (в нашем полушарии вокруг северного), и чем больше угловое расстояние звезды от полюса, тем большую окружность описывает звезда в течение суток. Ясно, что окружность максимального размера будут описывать звезды, находящиеся на небесном экваторе. Полюс мира же остается совершенно неподвижными.

Это — грубая картина, которая вполне годится для ориентации на местности. Но, в целом, она не совсем верна. На самом деле полюс мира медленно, но непрерывно перемещается по небу, описывая на сфере внушительную окружность за 25,8 тысяч лет (угловой диаметр этой окружности составляет примерно 60°). Это явление, открытое еще античным астрономом Гиппархом, было названо предварением равноденствий или прецессией. Благодаря прецессии Полярная звезда стала таковой только 1500 лет назад, до этого ближе всего к северному полюсу мира была звезда Кохаб, вторая по яркости звезда Малой Медведицы. Еще через 2000 лет полюс мира приблизится к звезде гамма Цефея, а через 12 тысяч лет роль Полярной звезды на нашем небе будет играть Вега.