Onderzoekers van het Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array van Georgia State University hebben nieuwe details ontdekt over de grootte en het uiterlijk van de Poolster. Het nieuwe onderzoek is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De noordpool van de aarde wijst naar een richting in de ruimte die wordt gemarkeerd door de Poolster. Polaris is zowel een navigatiehulp als een opmerkelijke ster op zichzelf. Het is het helderste lid van een drievoudig sterrensysteem en is een pulserende veranderlijke ster.
Polaris wordt periodiek helderder en zwakker als de diameter van de ster in een cyclus van vier dagen groeit en krimpt. Polaris is een soort ster die bekend staat als een cepheïdevariabele. Astronomen gebruiken deze sterren als “standaardkaarsen” omdat hun ware helderheid afhangt van hun pulsatieperiode: helderdere sterren pulseren langzamer dan zwakkere sterren. Hoe helder een ster aan de hemel lijkt, hangt af van de werkelijke helderheid van de ster en de afstand tot de ster. Omdat we de ware helderheid van een cepheïde kennen aan de hand van zijn pulsatieperiode, kunnen astronomen ze gebruiken om de afstanden tot hun gaststelsels te meten en om de uitdijingssnelheid van het heelal af te leiden. Een team van astronomen onder leiding van Nancy Evans van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian nam Polaris waar met behulp van de CHARA optische interferometrische array van zes telescopen op Mount Wilson, Californië. Het doel van het onderzoek was om de baan in kaart te brengen van de nabije, zwakke begeleider die elke 30 jaar om Polaris draait. “De kleine afstand en het grote contrast in helderheid tussen de twee sterren maakt het extreem moeilijk om het binaire systeem tijdens hun dichtste nadering op te lossen,” aldus Evans.
De CHARA Array combineert het licht van zes telescopen die verspreid staan over de bergtop van het historische Mount Wilson Observatory. Door het licht te combineren, werkte de CHARA Array als een 330-meter telescoop om de zwakke begeleider te detecteren toen deze dicht langs Polaris scheerde. De waarnemingen van Polaris werden vastgelegd met de MIRC-X camera, gebouwd door astronomen van de Universiteit van Michigan en de Universiteit van Exeter in Groot-Brittannië. De MIRC-X camera heeft het opmerkelijke vermogen om details van stellaire oppervlakken vast te leggen. Het team heeft met succes de baan van de nauwe begeleider gevolgd en veranderingen in de grootte van de cepheïde gemeten terwijl deze pulseerde. Uit de baanbeweging bleek dat Polaris een massa heeft die vijf keer zo groot is als die van de zon. De beelden van Polaris lieten zien dat hij een diameter heeft die 46 keer zo groot is als die van de zon. De grootste verrassing was de verschijning van Polaris in close-up beelden. De CHARA-waarnemingen boden voor het eerst een glimp van hoe het oppervlak van een cepheïde eruitziet.
Foto: Georgia State University/CHARA Array
“De CHARA-beelden onthulden grote heldere en donkere vlekken op het oppervlak van Polaris die in de loop van de tijd veranderden,” zei Gail Schaefer, directeur van de CHARA Array. De aanwezigheid van de vlekken en de rotatie van de ster kunnen in verband worden gebracht met een 120-daagse variatie in de gemeten snelheid. “We zijn van plan om in de toekomst door te gaan met het in beeld brengen van Polaris,” zegt John Monnier, hoogleraar sterrenkunde aan de Universiteit van Michigan. “We hopen het mechanisme dat de vlekken op het oppervlak van Polaris veroorzaakt beter te begrijpen.” De nieuwe waarnemingen van Polaris zijn gedaan en vastgelegd als onderdeel van het open access programma op de CHARA Array, waar astronomen van over de hele wereld tijd kunnen aanvragen via het National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab).
Bron: Georgia State University
