Astronomowie zidentyfikowali nowe szczegóły dotyczące rozmiaru i wyglądu Gwiazdy Polarnej.
Biegun północny Ziemi wskazuje kierunek w przestrzeni kosmicznej wyznaczony przez Gwiazdę Polarną. Jest ona zarówno pomocą nawigacyjną, jak i niezwykłą gwiazdą samą w sobie. Gwiazda Polarna jest najjaśniejszym członkiem układu trzech gwiazd i gwiazdą zmienną pulsującą. Staje się jaśniejsza i bledsza okresowo, gdy jej średnica rośnie i maleje w cyklu czterodniowym.
Gwiazda Polarna jest rodzajem gwiazdy znanej jako zmienna cefeida. Astronomowie używają tych gwiazd jako „świec standardowych”, ponieważ ich prawdziwa jasność zależy od okresu pulsacji: jaśniejsze gwiazdy pulsują wolniej niż te słabsze. To, jak jasna gwiazda wydaje się na niebie, zależy od jej rzeczywistej jasności i odległości od niej. Ponieważ znamy prawdziwą jasność cefeidy na podstawie jej okresu pulsacji, astronomowie wykorzystują je do pomiaru odległości do galaktyk macierzystych i mogą na tej podstawie wnioskować o tempie ekspansji Wszechświata.
Zespół astronomów pod kierownictwem Nancy Evans z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) obserwował Gwiazdę Polarną za pomocą optycznego układu interferometrycznego CHARA składającego się z sześciu teleskopów na Mount Wilson w Kalifornii. Celem badania było zmapowanie orbity bliskiego, słabego towarzysza, który okrąża Gwiazdę Polarną co 30 lat.
Niewielka odległość i duży kontrast jasności między dwiema gwiazdami sprawiają, że rozdzielenie układu podwójnego podczas ich największego zbliżenia jest niezwykle trudne – powiedziała Evans.
CHARA Array łączy światło z sześciu teleskopów rozmieszczonych na szczycie góry w historycznym Obserwatorium Mount Wilson. Łącząc światło, CHARA Array działa jako 330-metrowy teleskop, aby wykryć mniejszego towarzysza, gdy przechodzi blisko Gwiazdy Polarnej. Obserwacje zostały zarejestrowane za pomocą kamery MIRC-X, która ma niezwykłą zdolność do rejestrowania szczegółów powierzchni gwiazd. Zespół śledził orbitę bliskiego towarzysza i mierzył zmiany wielkości cefeidy podczas jej pulsacji. Ruch orbitalny wykazał, że Gwiazda Polarna ma masę pięć razy większą niż Słońce i średnicę 46 razy większą od Słońca.
Największą niespodzianką było pojawienie się Gwiazdy Polarnej na zdjęciach z bliska. Obserwacje CHARA dały pierwsze spojrzenie na to, jak wygląda powierzchnia cefeidy.
Obrazy CHARA ujawniły duże jasne i ciemne plamy na powierzchni Gwiazdy Polarnej, które zmieniały się w czasie – powiedziała Gail Schaefer, dyrektor CHARA Array. Obecność plam i rotacja gwiazdy mogą być powiązane ze 120-dniową zmiennością mierzonej prędkości.
Planujemy kontynuować obrazowanie Gwiazdy Polarnej – powiedział John Monnier, profesor astronomii na Uniwersytecie Michigan. Mamy nadzieję lepiej zrozumieć mechanizm, który generuje plamy na jej powierzchni.
Nowe obserwacje Gwiazdy Polarnej zostały wykonane i zarejestrowane w ramach programu otwartego dostępu w CHARA Array, w którym astronomowie z całego świata mogą ubiegać się o czas za pośrednictwem National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab).
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Źródło: Georgia State University
Na ilustracji: Obraz Gwiazdy Polarnej w fałszywych kolorach z CHARA Array z kwietnia 2021 roku, który ujawnia duże jasne i ciemne plamy na powierzchni. Źródło: CHARA Array
