新的观测数据揭示北极星的斑驳表面

研究人员利用佐治亚州立大学的 CHARA 阵列，揭开了北极星的新面纱。北极星因其在导航中的作用和在三重星系统中最亮而闻名，现在我们对它进行了更详细的观测，发现它的大小是太阳的 46 倍，并展示了巨大的表面光斑。这些发现对于使用造父作为宇宙标尺，帮助测量宇宙距离和宇宙膨胀至关重要。

研究人员利用佐治亚州立大学的高角度分辨率天文学中心（CHARA）阵列确定了北极星（又称北极星）的大小和外观的新细节。这项新研究发表在 8 月 20 日的《天体物理学杂志》上。

CHARA 阵列是位于加利福尼亚州历史悠久的威尔逊山天文台的六台望远镜设施。资料来源：佐治亚州立大学

地球的北极指向以北极星为标志的太空方向。北极星既是导航工具，本身也是一颗了不起的恒星。它是三联星系统中最亮的一颗，也是一颗脉动变星。北极星会随着恒星直径在四天周期内的增大和缩小而周期性地变亮和变暗。

北极星作为造父变星的特征

北极星是一种被称为造父变星的恒星。天文学家用这些恒星作为"标准烛光"，因为它们的真实亮度取决于它们的脉动周期：亮星的脉动比暗星慢。恒星在天空中的亮度取决于恒星的真实亮度和与恒星的距离。由于我们根据其脉动周期知道了一颗造父恒星的真实亮度，天文学家可以利用它来测量其宿主星系的距离，并推断宇宙的膨胀率。

CHARA 阵列 2021 年 4 月拍摄的北极星假彩色图像，显示了北极星表面的大亮点和暗点。北极星在天空中看起来比满月小大约 60 万倍。图片来源：佐治亚州立大学/CHARA 阵列

哈佛大学和史密森天体物理中心的南希-埃文斯（Nancy Evans）领导的天文学家小组利用位于加州威尔逊山的由六台望远镜组成的CHARA光学干涉阵列观测了北极星。调查的目的是绘制每 30 年绕北极星运行一次的近距离暗伴星的轨道图。

埃文斯说："这两颗恒星之间的距离很小，亮度对比很大，因此在它们最接近时分辨双星系统极具挑战性。

CHARA 阵列将分布在历史悠久的威尔逊山天文台山顶上的六台望远镜的光线组合在一起。通过组合光线，CHARA 阵列就像一个 330 米长的望远镜一样，在北极星附近探测到了这颗暗伴星。对北极星的观测是用密歇根大学和英国埃克塞特大学的天文学家们制造的 MIRC-X 相机记录下来的。

CHARA 阵列位于加利福尼亚州南部圣盖博山的威尔逊山天文台。CHARA 阵列的六台望远镜沿着三条臂排列。每台望远镜发出的光线通过真空管道输送到中央光束组合实验室。所有光束汇聚到实验室的 MIRC-X 摄像机上。资料来源：佐治亚州立大学/CHARA 阵列

研究小组成功地跟踪了这颗近伴星的轨道，并测量了其脉动时仙女座大小的变化。轨道运动显示，北极星的质量是太阳的五倍。北极星的图像显示，它的直径是太阳的 46 倍。

最大的惊喜是北极星出现在特写图像中。通过 CHARA 的观测，我们第一次看到了造父变星表面的样子。

CHARA阵列主任盖尔-舍费尔说："CHARA图像显示，北极星表面上的大块亮斑和暗斑随着时间的推移而变化。斑点的存在和恒星的旋转可能与测量速度的 120 天变化有关。我们计划今后继续对北极星进行成像。希望能更好地了解北极星表面产生光斑的机制。"

编译自/ScitechDaily