Ученые впервые получили снимки поверхности Полярной звезды
Наши визуальные знания о нынешней Полярной звезде (из-за осевого колебания Земли это название переходит к разным звездам на протяжении веков) очень глубоки.
Сейчас «Полярная» звезда — это Альфа Малой Медведицы (А две тысячи лет назад, когда на небо смотрели древние греки — полярной звездой была Бета Малой Медведицы). Художники, старые и новые, изображали сияние Полярной звезды на своих картинах, астрофотографы снимали ее с длинной выдержкой, а ученые десятилетиями наводили на нее свои приборы.
Но что особенного в этих новых видах Полярной звезды, полученных с помощью массива CHARA на горе Вильсон в Калифорнии, так это разрешение. Особенность CHARA заключается в том, что 6 ее телескопов работают вместе. Их световые данные объединяются в центральном комплексе, чтобы получить одно четкое изображение источника. Благодаря этому разрешение изображений — в частности, угловое разрешение — превосходно.
Пятна на Полярной звезде
Изучив некоторые из этих изображений Полярной звезды, объединенные с наблюдениями CHARA, сделанными в период с 2016 по 2021 год, ученые обнаружили некоторые ранее неизвестные особенности звезды. В частности, на поверхности звезды есть заметные пятна, похожие на те, что мы время от времени видим на Солнце.
«Изображения CHARA показали, что на поверхности Полярной звезды есть большие яркие и темные пятна, которые меняются с течением времени», — говорит Гейл Шефер, директор массива CHARA. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Одна из главных причин, по которой это открытие стало неожиданностью, связана с тем, что Полярная звезда относится к так называемым переменным Цефеидам, то есть она периодически то ярче, то тусклее. Полярная звезда меняет свою яркость регулярно в соответствии с четырехдневным циклом, и ученые любят определять местоположение Цефеид благодаря такому предсказуемому поведению. Это позволяет использовать эти звезды для измерения космических расстояний. По сути, наблюдая за изменением яркости Цефеиды в течение одного цикла, можно выявить ее истинную яркость.
Команда CHARA говорит, что эти снимки Полярной звезды с высоким разрешением — это первый намек на то, «как выглядит поверхность переменной Цефеиды». Поэтому обнаружение пятен с так важно. Но эти пятна были не единственным результатом анализа, проведенного командой.
Полярная звезда и ее спутники
В отличие от нашего одинокого солнца, Полярная звезда летит по Вселенной не в одиночку. Она в 46 раз больше нашей звезды и находится на расстоянии более 400 световых лет от нас. Она является частью тройной звездной системы. Так получилось, что она оказалась самой яркой из своих братьев и сестер. Собственно, первоначальной целью исследования Полярной звезды на CHARA было вычисление орбиты звезды, которая обращается вокруг Полярной звезды раз в 30 лет. Наблюдать сложно. Мало того, что эта звезда находится очень близко к Полярной звезде (и Полярная звезда ее затмевает), так еще и она сама очень тусклая. Ее существование было подтверждено лишь в 2005 году благодаря космическому телескопу «Хаббл».
«Малое расстояние между двумя звездами и большой контраст в яркости делают чрезвычайно сложным разрешение бинарной системы во время их сближения», — говорит руководитель группы Нэнси Эванс из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, которая также помогала в идентификации звезды-спутника.
Эта миссия действительно оказалась успешной и помогла подтвердить такие вещи, как размер Полярной звезды, а также показать, что звезда, вероятно, примерно в пять раз массивнее Солнца, то есть значительно тяжелее, чем считалось ранее. Это открытие важно само по себе, поскольку, как рассказал Эванс в лишь у нескольких Цефеид была определена масса. Кроме того, оно ставит ряд интересных вопросов, которые предстоит изучить в будущем. «Масса в сочетании с расстоянием показывает, что Цефеида светит ярче, чем предсказывалось для этой массы», — пишут авторы исследования.