¿Se quedará la estrella del norte en el cielo del norte?

La dirección relativa a un objeto depende principalmente de dos cosas:

• La ubicación del observador y el objeto.
• El sistema de coordenadas que utiliza para determinar la dirección.

Entonces, la primera parte de eso se refiere a dónde estamos comparados con Polaris (y, por extensión de su pregunta, también dónde están las otras estrellas). Sí, las estrellas y otros componentes de la galaxia tienen ciertos movimientos. Pero este movimiento no es grande en comparación con las distancias entre las estrellas.

La mayoría de las estrellas que podemos ver en el cielo están muy cerca y orbitan la galaxia a velocidades similares. La velocidad del sistema solar alrededor de la galaxia es de alrededor$230 km/s$. La velocidad relativa entre nuestro sol y las estrellas cercanas es mucho menor que eso. Si asumimos que la mayoría de las estrellas están más lejos que$5ly$de nosotros, entonces podemos calcular cuánto tiempo puede llevar hacer una$1\%$cambio de distancia.

$$t = \frac{d}{v}$$ $$t = \frac{4.7x10^{23}m}{2.3x10^5m/s}$$ $$t = 2.06x10^{11}s$$

Eso equivale a más de seis mil años. Hay muchas advertencias con ese número, pero te da una buena idea de que, en su mayor parte, las estrellas tardan demasiado en moverse entre sí para que lo notes durante tu vida sin una observación muy cuidadosa.

El segundo punto es que las cosas pueden moverse si cambiamos lo que entendemos por "norte" o cualquier otra dirección. El norte, tanto en la tierra como en la astronomía, está definido por el eje de rotación de la tierra. Pero el eje cambia su dirección con respecto a otras estrellas con el tiempo. Además de algunas oscilaciones de menor escala, el mayor cambio en la dirección del eje se debe a la precesión y tiene un período de unos 26.000 años. Este cambio tomará el "norte" desde una dirección que pasa relativamente cerca de Polaris en un gran círculo alrededor del cielo. Con un período tan largo, nuevamente, esto no es algo para ser visto por personas sin medidas detalladas.

Entonces, la respuesta es que las personas que viven hoy podrán pensar siempre en Polaris como la estrella polar, pero esto será menos cierto para las generaciones futuras, ya que los cambios son fácilmente visibles en la escala de miles de años.

El Sol, por supuesto, está en movimiento con respecto a otras estrellas de nuestra Galaxia, pero no se mueve rápidamente en comparación con las grandes distancias involucradas. Por ejemplo, nuestro Sol tarda unos 220 millones de años en orbitar la galaxia una vez, viajando a unos 200 km/s. Las estrellas más cercanas al Sol tienden a estar orbitando más o menos en la misma dirección ya una velocidad similar (por eso están en la vecindad del Sol).

Pensando específicamente en Polaris. Hay tres componentes de su movimiento con respecto al Sol: dos direcciones tangenciales en el plano del cielo y una velocidad en la línea de visión.

Usando la base de datos SIMBAD CDS , vemos que Polaris tiene una velocidad de línea de visión de 16 km/s hacia el Sol y movimientos tangenciales de 28 km/s en la dirección de ascensión recta y 7 km/s en la dirección de declinación decreciente.

Esto suena mucho, pero una velocidad de 1 km/s significa que la estrella tarda unos 300 000 años en moverse 1 año luz, y Polaris está a unos 400 años luz de la Tierra.

Entonces, dada su velocidad neta, la posición de Polaris con respecto a nosotros mostrará cambios significativos (de grados) en escalas de tiempo de cientos de miles a millones de años.

Se dirige hacia el sur en el cielo, pero tardará alrededor de 25 millones de años en cruzar el ecuador al ritmo al que viaja ahora.

Dices que las constelaciones son "constantes". Sí, están en escalas de tiempo humanas , pero los movimientos de las estrellas tanto radial como tangencialmente se miden de forma rutinaria. Si esperaras algunos millones de años, las constelaciones se verían muy diferentes.

NB: Estoy ignorando la precesión del eje de rotación de la Tierra, ya que esto es solo una rotación del sistema de coordenadas y no un cambio de posición de las estrellas con respecto a la Tierra.