Nowe spojrzenie na Gwiazdę Polarną ujawnia plamistą powierzchnię
Astronomowie zidentyfikowali nowe szczegóły dotyczące rozmiaru i wyglądu Gwiazdy Polarnej.
 |
| Obraz Gwiazdy Polarnej w fałszywych kolorach z CHARA Array z kwietnia 2021 r., który ujawnia duże jasne i ciemne plamy na powierzchni. Źródło: CHARA Array |
Biegun północny Ziemi wskazuje kierunek w przestrzeni kosmicznej wyznaczony przez Gwiazdę Polarną. Gwiazda Polarna jest zarówno pomocą nawigacyjną, jak i niezwykłą gwiazdą samą w sobie. Jest najjaśniejszym członkiem układu trzech gwiazd i jest gwiazdą zmienną pulsującą. Gwiazda Polarna 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 gwiazdy 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 mogą wykorzystywać je do pomiaru odległości do galaktyk macierzystych i wnioskować o tempie ekspansji Wszechświata.
Zespół astronomów pod kierownictwem Nancy Evans z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian 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 separacja 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 słabego towarzysza, gdy przechodził blisko Gwiazdy Polarnej. Obserwacje Gwiazdy Polarnej zostały zarejestrowane za pomocą kamery MIRC-X, która ma niezwykłą zdolność do rejestrowania szczegółów powierzchni gwiazd.
Zespół z powodzeniem 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. Zdjęcia Gwiazdy Polarnej wykazały, że ma ona 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 w przyszłości – 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
Źródło:
