Полярная звезда крупным планом: первые снимки пятен на поверхности Цефеиды

Полярная звезда — наш верный небесный маяк. Мы с детства ищем ее на небе, но что мы на самом деле о ней знаем? Оказывается, не так уж и много. Совсем недавно астрономы разглядели на ее поверхности удивительные подробности: гигантские пятна, напоминающие солнечные, и уточнили орбиту ее загадочного спутника, который совершает один оборот за 30 лет.

Полярная — первая звезда, которую мы учимся находить после Луны. Мы смотрим на нее как на старую знакомую, но редко задумываемся, что творится на этом далеком солнце. Хотя по нему уже не ориентируются мореплаватели, интерес к нему только растет.

Наши визуальные представления о нынешней полярной звезде (а это звание за тысячелетия переходило к разным светилам из-за прецессии земной оси) очень скупы. Сегодня это Альфа Малой Медведицы. Ее рисовали художники, ловили на фотоаппараты астрофотографы и десятилетиями изучали в телескопы ученые. Но по-настоящему рассмотреть ее удалось только сейчас.

Полярная звезда крупным планом: первые снимки пятен на поверхности Цефеиды

В чем же прорыв? Все дело в невероятном разрешении новых снимков, полученных массивом телескопов CHARA на горе Вильсон в Калифорнии. Шесть телескопов работают как один гигантский интерферометр, объединяя световые потоки. Результат — изображение с фантастической детализацией, которое позволяет разглядеть то, что раньше было скрыто.

Пятна на Полярной звезде

Проанализировав снимки, сделанные с 2016 по 2021 год, ученые обнаружили нечто неожиданное: на поверхности звезды есть обширные яркие и темные пятна, которые со временем меняются. «Они очень похожи на те, что мы видим на Солнце», — говорит Гейл Шефер, директор массива CHARA. Работа опубликована в The Astrophysical Journal.

Открытие стало сюрпризом, ведь Полярная звезда — переменная Цефеида. Она ритмично пульсирует, меняя яркость с периодом в четыре дня. Именно эта предсказуемость делает Цефеиды бесценными «космическими линейками» для измерения расстояний во Вселенной. Но что творится на их поверхности? До сих пор мы могли только догадываться.

«Эти снимки — первый намек на то, как выглядит «лицо» переменной Цефеиды», — отмечают исследователи. Обнаружение пятен — не просто любопытный факт. Оно может перевернуть наши представления о физике этих важнейших звезд. Но и это еще не все, что удалось узнать.

Полярная звезда и ее спутники

В отличие от нашего одинокого Солнца, Полярная звезда — социальное светило. Это тройная система, где главная звезда в 46 раз больше Солнца и находится в 400 световых годах от нас. Изначальной задачей наблюдений на CHARA было как раз вычисление орбиты ближайшего спутника, который делает полный оборот за 30 лет. Задача адская: звезда-компаньон тусклая и расположена очень близко к ослепительно яркой Полярной. Ее существование подтвердил только «Хаббл» в 2005 году.

«Колоссальная разница в яркости и малое расстояние делают разделение этой пары невероятно сложным», — поясняет Нэнси Эванс из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Но миссия увенчалась успехом!

Новые данные позволили уточнить размеры Полярной звезды и, что важнее, ее массу. Оказалось, она примерно в пять раз тяжелее Солнца — значительно больше предыдущих оценок. Это открытие само по себе сенсационно, ведь массу удалось измерить лишь у немногих Цефеид. Но оно же порождает новые загадки: при такой массе звезда светит ярче, чем предсказывают теоретические модели. Почему? На этот вопрос еще предстоит ответить. Не правда ли, наша старая знакомая оказалась полной сюрпризов?