研究人员利用佐治亚州立大学高角分辨率天文学中心 (CHARA) 阵列发现了有关北极星(也称为北极星)大小和外观的新细节。这项新研究发表在《天体物理学杂志》上。

北极星的新视图显示出斑点表面

地球的北极指向太空中北极星所标记的方向。北极星既是导航辅助工具，也是一颗非凡的恒星。它是三星系统中最亮的成员，是一颗脉动变星。随着恒星直径在四天周期内增大和缩小，北极星周期性地变亮和变暗。

北极星是一种被称为造父变星的恒星。天文学家将这些恒星用作“标准烛光”，因为它们的真实亮度取决于它们的脉动周期：较亮的恒星脉动速度比较暗的恒星慢。恒星在天空中看起来有多亮取决于恒星的真实亮度和到恒星的距离。因为我们根据造父变星的脉动周期知道它的真实亮度，所以天文学家可以利用它们来测量到其宿主星系的距离并推断宇宙的膨胀率。

哈佛与史密森天体物理中心的南希·埃文斯 (Nancy Evans) 领导的一个天文学家团队，使用位于加利福尼亚州威尔逊山的 CHARA 光学干涉阵列(由六架望远镜组成) 观测了北极星。此次观测的目标是绘制每 30 年绕北极星运行一次的近距离暗淡伴星的轨道图。

埃文斯说：“两颗恒星之间的距离很小，而亮度反差很大，使得在它们最接近时分辨双星系统变得极具挑战性。”

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 阵列就像一台 330 米的望远镜一样，在它经过北极星附近时探测到了这颗微弱的伴星。对北极星的观测是使用密歇根大学和英国埃克塞特大学天文学家制造的 MIRC-X 相机记录的。MIRC-X 相机具有捕捉恒星表面细节的非凡能力。

研究小组成功追踪了这颗近距离伴星的轨道，并测量了造父变星在脉动过程中的尺寸变化。轨道运动表明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。

最令人吃惊的是北极星在近距离图像中的出现。CHARA 的观测首次让我们看到了造父变星表面的样子。

CHARA 阵列负责人盖尔·谢费尔 (Gail Schaefer) 表示：“CHARA 图像显示北极星表面存在大片亮点和暗点，这些点会随时间而变化。”斑点的存在和恒星的自转可能与测量速度的 120 天变化有关。

密歇根大学天文学教授约翰·莫尼尔表示：“我们计划在未来继续对北极星进行成像。我们希望更好地了解北极星表面黑点的产生机制。”

对北极星的新观测是作为 CHARA 阵列开放获取计划的一部分进行和记录的，世界各地的天文学家可以通过国家光学红外天文学研究实验室 (NOIRLab) 申请时间。