Wie können wir sagen, dass der Polarstern fixiert ist, nur weil er genau über dem Nordpol positioniert ist? Wie dreht es sich zusammen mit der Erde um die Sonne, wenn es fixiert ist?
Wir können nicht sagen, dass irgendetwas „fixiert“ ist – es ist immer nur „etwas fixiert relativ zu x“, wobei x unser Bezugsrahmen sein könnte. Während der Radius der Erdumlaufbahn etwa 150 Millionen km beträgt, ist die Entfernung zum Polarstern ebenfalls groß . Wenn Sie die Erde um 300 Millionen km (den ungefähren Durchmesser ihrer Umlaufbahn) bewegen, würde sich der scheinbare Winkel zum Polarstern um ändern das ist etwa 0˚00'00,15" - wirklich eine sehr kleine Verschiebung, die Sie normalerweise nicht feststellen können. Zum Vergleich: Der für die Raumfahrt entwickelte Sextant der NASA hatte einen Effektivfehler von 8,6 Bogensekunden Quelle - siehe Seite 8 - über 50x größer als die Verschiebung der scheinbaren Position von Polaris.
Tatsächlich zeigt die Erdachse nicht direkt auf Polaris (siehe diesen Artikel ) – und die Richtung, in die sie zeigt, ändert sich ständig. Dieses Phänomen nennt man Präzession – es kommt daher, dass die Erde keine perfekte Kugel ist, sondern am Äquator leicht gewölbt ist. Infolgedessen zieht die Schwerkraft der Sonne auf der nahen Seite etwas stärker als auf der anderen Seite des Äquators, und diese Differenzkraft erzeugt ein Drehmoment auf der Erde. Wenn ein sich drehendes Objekt einem Drehmoment ausgesetzt ist, beginnt es zu präzedieren (siehe meinen Link).
Im Fall der Erde beträgt die Präzessionsrate etwa 26.000 Jahre. Das bedeutet, dass sich Polaris mit einer viel höheren Geschwindigkeit durch den Himmel "bewegt" als die 0,15 Bogensekunden / 6 Monate, die ich oben berechnet habe.
Die Antwort auf beide Fragen ist, dass die Entfernung zwischen Stern und Erde sehr, sehr weit ist.
Erstens gibt es dadurch im Laufe der menschlichen Zivilisationsgeschichte nur wenige scheinbare Bewegungen der Gestirne.
Zweitens zeigt aus dem gleichen Grund die Erdachse im Laufe eines Jahres immer auf den Polarstern, egal wo er sich auf der Umlaufbahn um die Sonne befindet.
Übrigens ist Polaris nicht "fixiert". Aber es liegt an der Präzession der Rotationsachse der Erde. Zehntausende von Jahren später wird Wega der "Nordstern" sein.