Изображение Полярной звезды в искусственных цветах, полученное с помощью массива CHARA Array от апреля 2021 года, на котором видны большие яркие и темные пятна на поверхности. Полярная звезда на небе выглядит примерно в 600 000 раз меньше полной Луны. Фото предоставлено: Университет штата Джорджия / CHARA Array
Исследователи использовали массив Центра астрономии высокого углового разрешения (CHARA) Университета штата Джорджия, чтобы раскрыть новые подробности о размере и внешнем виде Полярной звезды, также известной как Полярная звезда. Новое исследование было опубликовано в Astrophysical Journal.
Северный полюс Земли указывает в направлении в космосе, отмеченном Полярной звездой. Полярная звезда — это одновременно навигационное средство и замечательная звезда сама по себе. Это самый яркий член тройной звездной системы и пульсирующая переменная звезда. Полярная звезда периодически то ярче, то тускнеет по мере того, как диаметр звезды увеличивается и уменьшается в четырехдневном цикле.
Полярная звезда — это тип звезды, известный как переменная цефеида. Астрономы используют эти звезды как «стандартные свечи», поскольку их истинная яркость зависит от периода пульсации: более яркие звезды пульсируют медленнее, чем более тусклые. Насколько яркой будет звезда на небе, зависит от ее истинной яркости и расстояния до звезды. Поскольку мы знаем истинную яркость цефеиды на основе периода ее пульсации, астрономы могут использовать ее для измерения расстояния до родительских галактик и вывода о скорости расширения Вселенной.
Команда астрономов под руководством Нэнси Эванс в Центре астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт наблюдали Полярную звезду с помощью оптической интерферометрической решетки CHARA, состоящей из шести частей, на горе Вилсон в Калифорнии. Целью исследования было составить карту орбиты близкого и слабого спутника, который обращается вокруг Полярной звезды каждые 30 лет.
«Близкое расстояние и большой контраст яркости между двумя звездами чрезвычайно затрудняют определение двойной звездной системы при их самом близком сближении», — сказал Эванс.
Массив CHARA расположен в обсерватории Маунт-Вилсон в горах Сан-Габриэль на юге Калифорнии. Шесть телескопов массива CHARA расположены в трех рукавах. Свет от каждого телескопа подается через вакуумные трубки в центральную лабораторию объединения лучей. Все лучи сходятся на камере MIRC-X в лаборатории. Фото предоставлено: Университет штата Джорджия.
Массив CHARA объединяет свет шести телескопов, расположенных на вершине горы исторической обсерватории Маунт-Вилсон. Объединив эти источники света, массив CHARA действовал как 330-метровый телескоп, обнаруживая слабый спутник, когда он пролетал близко к Полярной звезде. Наблюдения Полярной звезды были записаны с помощью камеры MIRC-X, созданной астрономами Мичиганского университета и Университета Эксетера в Соединенном Королевстве. Камера MIRC-X обладает замечательной способностью захватывать детали звездных поверхностей.
Команда смогла успешно отследить орбиту ближайшего спутника и измерить изменения размера пульсирующей цефеиды. Орбитальное движение показало, что Полярная звезда имеет массу в пять раз большую, чем Солнце. Снимки Полярной звезды показали, что ее диаметр в 46 раз больше диаметра Солнца.
Самым большим сюрпризом стало появление Полярной звезды на фотографиях крупным планом. Наблюдения CHARA позволили впервые увидеть поверхность цефеиды.
«Изображения CHARA показали большие яркие и темные пятна на поверхности Полярной звезды, которые со временем менялись», — сказала Гейл Шефер, глава массива CHARA. Наличие пятен и вращение звезды могли быть связаны со 120-дневным изменением измеренной скорости.
«Мы планируем продолжить съемку Полярной звезды в будущем», — сказал Джон Моннье, профессор астрономии Мичиганского университета. «Мы надеемся лучше понять механизм, который создает пятна на поверхности Полярной звезды».
Новые наблюдения Полярной звезды были проведены и записаны в рамках программы открытого доступа CHARA Array, где астрономы со всего мира могут запросить время наблюдений в Национальной исследовательской лаборатории оптической и инфракрасной астрономии (NOIRLab).
Информация от: Государственным университетом Джорджии.
