Исследователи из Центра астрономии высокого углового разрешения (CHARA) Университета штата Джорджия открыли новые подробности о размере и внешнем виде Полярной звезды. Это исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Полярная звезда — это яркий член тройной звездной системы и пульсирующая переменная звезда. Её яркость периодически меняется, поскольку диаметр звезды увеличивается и уменьшается в течение четырёхдневного цикла.
Полярная звезда относится к типу звёзд, известных как переменные цефеиды. Астрономы используют эти звезды как «стандартные свечи», поскольку их истинная яркость зависит от периода пульсации. Более яркие звёзды пульсируют медленнее, чем более слабые. Яркость звезды на небе зависит от её истинной яркости и расстояния до неё. Зная истинную яркость цефеиды по её пульсационному периоду, астрономы могут измерять расстояния до галактик и определять скорость расширения Вселенной.
Группа астрономов под руководством Нэнси Эванс из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов наблюдала Полярную звезду с помощью оптической интерферометрической решетки CHARA из шести телескопов в Маунт-Вилсон (Калифорния). Целью было составить карту орбиты близкого, слабого компаньона, который совершает оборот вокруг Полярной звезды каждые 30 лет.
«Небольшое расстояние и большой контраст в яркости между двумя звёздами делают чрезвычайно сложной задачу определения двойной системы во время их максимального сближения», — сказала Эванс.
Массив CHARA объединяет свет шести телескопов, размещённых на вершине горы в исторической обсерватории Маунт-Вилсон. Объединяя свет, массив CHARA действовал как 330-метровый телескоп, чтобы обнаружить слабый спутник, когда он проходил близко к Полярной звезде. Наблюдения за Полярной звездой были записаны с помощью камеры MIRC-X, созданной астрономами из Мичиганского университета и Эксетерского университета в Великобритании. Камера MIRC-X обладает способностью захватывать детали звёздных поверхностей.
Команда успешно отследила орбиту близкого компаньона и измерила изменения размера цефеиды по мере её пульсации. Орбитальное движение показало, что масса Полярной звезды в пять раз больше массы Солнца. Изображения Полярной звезды показали, что её диаметр в 46 раз больше размера Солнца.
Самым большим сюрпризом для астрономов стало появление Полярной звезды на снимках крупным планом. Наблюдения CHARA дали первое представление о том, как выглядит поверхность переменной цефеиды.
«Снимки CHARA выявили большие яркие и тёмные пятна на поверхности Полярной звезды, которые менялись со временем», — сказала Гейл Шефер, директор CHARA Array. Наличие пятен и вращение звезды могут быть связаны со 120-дневным изменением скорости.
«Мы планируем продолжить наблюдения Полярной звезды и надеемся лучше понять механизм, который генерирует пятна на её поверхности», — сказал Джон Монье, профессор астрономии Мичиганского университета.
