Naukowcy korzystający z sieci teleskopów CHARA zidentyfikowali nowe szczegóły dotyczące rozmiaru i wyglądu Gwiazdy Polarnej. Nowe informacje o powszechnie rozpoznawalnej na niebie gwieździe badania zostały właśnie opublikowane w The Astrophysical Journal.
Ziemski biegun północny wskazuje kierunek w przestrzeni kosmicznej oznaczony przez Gwiazdę Polarną. Polaris jest zarówno pomocą nawigacyjną, jak i niezwykłą gwiazdą samą w sobie. Jakby nie patrzeć, jest to najjaśniejszy członek układu potrójnego i pulsująca gwiazda zmienna. Polaris okresowo staje się na zmianę jaśniejsza i ciemniejsza, ponieważ jej średnica rośnie i kurczy się w czterodniowym cyklu.
Gwiazda polarna to cefeida zmienna. Astronomowie używają tych gwiazd jako „standardowych świec”, ponieważ ich jasność absolutna zależy od okresu pulsacji: jaśniejsze gwiazdy pulsują wolniej niż słabsze. To, jak jasna wydaje się gwiazda na niebie, zależy od jej rzeczywistej jasności i odległości od gwiazdy. Ponieważ znamy prawdziwą jasność cefeidy na podstawie jej okresu pulsacji, astronomowie mogą jej używać do pomiaru odległości do galaktyk macierzystych i do wnioskowania o tempie rozszerzania się wszechświata.
Zespół astronomów pracujący pod przewodnictwem Nancy Evans z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian obserwował Gwiazdę Polarną za pomocą optycznego interferometrycznego układu CHARA składającego się z sześciu teleskopów zainstalowanych na Mount Wilson w Kalifornii. Celem badania było opisanie orbity bliskiego, słabego towarzysza, który okrąża Gwiazdę Polarną co 30 lat. Nie było to zadanie łatwe, bowiem mała odległość między obiema gwiazdami i na dodatek duży kontrast jasności między nimi sprawiają, że bardzo ciężko jest rozdzielić ten układ podwójny podczas ich największego zbliżenia.
Sieć CHARA łączy światło sześciu teleskopów rozmieszczonych na szczycie góry w Obserwatorium Mount Wilson. Pracując razem, CHARA działała jak jeden 330-metrowy teleskop, który jest w stanie wykryć słabego towarzysza, gdy ten przechodzi blisko Gwiazdy Polarnej. Obserwacje Gwiazdy Polarnej wykonano za pomocą kamery MIRC-X, która ma niezwykłą zdolność rejestrowania szczegółów powierzchni gwiazd.
Zespół z powodzeniem śledził orbitę bliskiego towarzysza i mierzył zmiany wielkości cefeidy podczas jej pulsowania. Ruch orbitalny pokazał, że Gwiazda Polarna ma masę pięć razy większą od masy Słońca. Zdjęcia Polaris pokazały, że ma średnicę 46 razy większą od średnicy Słońca.
Największym zaskoczeniem był wygląd Gwiazdy Polarnej na zdjęciach z bliska. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy tak dokładnie powierzchni zmiennej cefeidy. Naukowcy wskazują, że na powierzchni gwiazdy zauważyli potężne jasne i ciemne plamy, które z czasem ulegały zmianom. Według badaczy zmiany te mogą być związane ze 120-dniową zmianą prędkości gwiazdy. Teraz naukowcy planują dalsze badania, które pozwolą lepiej zrozumieć mechanizmy powstawania plam na powierzchni tej fascynującej gwiazdy, która nigdy nie zachodzi za horyzontem na nocnym niebie półkuli północnej.