כוכב הצפון, שנקרא גם פולאריס, הוא כוכב שמצביע בקירוב לכיוון צפון. אנו רואים את כוכב פולאריס רק בחצי הכדור הצפוני.

נסביר כאן שני דברים חשובים בנוגע לכוכב הצפון:
ראשית נבהיר מדוע אכן כוכב הצפון מצביע תמיד לכיוון צפון?
ושנית נסביר מדוע פולאריס הוא למעשה כוכב הצפון 'באופן זמני'.

מדוע פולאריס מצביע תמיד לכיוון צפון?
במהלך סיבובה של הארץ סביב צירה, כל 24 שעות, הכוכבים בשמיים נראים לנו כנעים מסביב לארץ. אם אנו נעקוב אחריהם אנו נבחין שכוכב פולאריס אינו זז. אפשר לאשש זאת ע"י חשיפה ארוכה במשך הלילה עם מצלמה; הכוכבים יראו לנו כמסלולים מעגליים מסביב לשמיים, בזמן שהארץ מסתובבת, כשכוכב פולאריס נמצא במרכז המעגלים, ולא נע.
כוכב פולאריס הוא באותו כיוון של הקוטב הצפוני של הארץ. נשאלת אם כן השאלה, מדוע פולאריס מוביל אותנו לעבר הקוטב הצפוני של הארץ?
בתמונה מטה אנו רואים איור של הארץ שבו הקוטב הצפוני מצביע לעבר כוכב פולאריס. פולאריס נמצא כ 300 שנות אור מאיתנו. מרחק זה הוא כה עצום עבור צופה על הארץ (מסומן ב A באיור) עד שאנו מחשיבים מרחק זה כאינסופי. במילים אחרות, קו הראייה לעבר פולאריס מנקודה A שעל הארץ הוא באותו כיוון בדיוק כמו ציר הסיבוב של הארץ, משום ששני קווים אלו הם למעשה מקבילים.

כוכב פולאריס הוא בעל התואר 'כוכב הצפון' רק באופן זמני
על מנת להסביר זאת עלינו ראשית להסביר מושג מהמכניקה הנקרא נקיפה ולצורך העניין את תופעת נקיפת הארץ (earth precession).
כשאנו מדברים על נקיפה אנו מתכוונים לכך שכיוונו של ציר סיבוב של הארץ סביב עצמו משתנה במרחב ביחס לגרמי השמים אחרים.
על מנת להמחיש זאת, נדמיין סביבון. כשאנו צופים בסביבון שמסתובב, אנו למעשה רואים שהוא לא רק מסתובב סביב הציר שלו, אלא גם משנה את הכיוון שאליו נוטה הראש שלו. מהלך זה גורם לו ליצור במהלך סיבובו חרוט דמיוני. לתנועה הזו אנו קוראים נקיפה.

 

נקיפה מתרחשת גם כשהארץ סובבת סביב עצמה, נסביר זאת:
נקיפת ציר הסיבוב של הארץ היא בשל העובדה שהארץ היא לא באמת בעלת צורה כדורית מושלמת. עקב הסיבוב, הקוטר בקו המשווה ארוך יותר בכ 44 קילומטרים מהקוטר שעובר דרך הקטבים. השמש ולמעשה גם הירח (אם כי באופן חלש בהרבה) מפעילים כוח משיכה על הארץ. אבל למעשה כוח משיכה זה הוא לא שווה בכל חלקי כדור הארץ, ומכאן נגרמת סטיה בצירו של כדור הארץ.
ומכאן אנו מסיקים שאם הארץ לא הייתה פחוסה, אלא בעלת צורה כדורית מושלמת, תופעת הנקיפה לא הייתה מתרחשת כלל.

תנועת הנקיפה שמבצעת הארץ הינה כ 0.01396 מעלות בשנה, ערך שהוא אכן קטן מאוד אם כי לא זניח. הארץ משלימה מחזור (נקיפה) שלם כל 25,800 שנים.
זו למעשה הסיבה שניתן להתייחס לפולאריס כבעל התואר "כוכב הצפון" רק באופן זמני. כפי שהסברנו בגלל נקיפת ציר כדור הארץ, שזמן המחזור שלה קרוב ל-26 אלף שנה, פולאריס לא תמיד מצביע לכיוון צפון. בשנת 7500 כוכב הצפון יהיה הכוכב Alpha cephei ובשנת 15,000 זה יהיה הכוכב Vega שיהיה הכוכב הבהיר ביותר שקרוב לכיוון צפון. 9000 שנה לאחר מכן, פולאריס יחזור להיות שוב כוכב הצפון. אגב, נכון לעכשיו פולאריס ממשיך להתקרב יותר ויותר לכיוון צפון כאשר 'שיא קרבתו הזוויתית לצפון' אמור להיות בערך בשנת 2100.

הערה: יש לציין שכוכב הצפון הוא למעשה כוכב משולש, כלומר מערכת של שלושה כוכבים, שנמצאים קרובים זה לזה ובעלי שדה כבידה משותף.

מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

תגובה אחת

  • אבי

    סיבוב הכוכבים סביב כוכב הצפון

    מוסבר פה שאם מצלמים את הכוכבים בתנועתם בחשיפה ארוכה של הצמצם במצלמה אפשר לראות את תנועתם הסיבובית מסביב לכוכב פולאריס. אני שואל אם אני מכוון את המצלמה לכיוון נוגה בחשיפה ארוכה וכדור הארץ מסתובב על צירו מן הסתם ארה תנועה קווית ישרה של הכוכב כי מבחינת כדור הארץ בעת סיבובו כל כוכב באופן יחסי נע מצד מזרח לצד מזרח באופן קווי מבחינה אופטית .