Investigadores, utilizando a rede CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) da Universidade do Estado da Geórgia, identificaram novos detalhes acerca do tamanho e aspeto da Estrela Polar (Polaris ou alpha Ursa Minoris). A nova investigação foi publicada na revista The Astrophysical Journal.

O polo norte da Terra aponta para uma direção no espaço marcada pela Estrela Polar. Polaris é simultaneamente um auxílio à navegação e uma estrela notável por direito próprio. É o membro mais brilhante de um sistema estelar triplo e é uma estrela variável pulsante. Polaris fica mais brilhante e mais ténue periodicamente à medida que o diâmetro da estrela cresce e diminui ao longo de um ciclo de quatro dias.

A Estrela Polar é uma variável Cefeida. Os astrónomos usam estas estrelas como "velas padrão" porque o seu verdadeiro brilho depende do seu período de pulsação: as estrelas mais brilhantes pulsam mais lentamente do que as estrelas mais fracas. O brilho de uma estrela no céu depende do seu brilho real e da sua distância. Como sabemos o verdadeiro brilho de uma Cefeida com base no seu período de pulsação, os astrónomos podem usá-las para medir as distâncias às galáxias que as hospedam e para inferir o ritmo de expansão do Universo.

Uma equipa de astrónomos liderada por Nancy Evans do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian observou Polaris utilizando o interferómetro CHARA de seis telescópios no Monte Wilson, no estado norte-americano da Califórnia. O objetivo da investigação era mapear a órbita da companheira próxima e ténue que completa uma translação em torno de Polaris a cada 30 anos.

"A pequena separação e o grande contraste de brilho entre as duas estrelas torna extremamente difícil a resolução do sistema binário durante a sua maior aproximação", disse Evans.

A rede CHARA combina a luz de seis telescópios que estão espalhados pelo topo da montanha no histórico Observatório Monte Wilson. Combinando a luz, o CHARA atuou como um telescópio de 330 metros para detetar a ténue companheira quando esta passou perto de Polaris. As observações da Estrela Polar foram registadas com a câmara MIRC-X, construída por astrónomos da Universidade de Michigan e da Universidade de Exeter, no Reino Unido. A câmara MIRC-X tem a notável capacidade de captar detalhes das superfícies estelares.

A equipa conseguiu rastrear a órbita da companheira próxima e mediu as alterações no tamanho da Cefeida à medida que esta pulsava. O movimento orbital mostrou que Polaris tem uma massa cinco vezes superior à do Sol. As imagens de Polaris mostraram que tem um diâmetro 46 vezes superior ao do Sol.

A maior surpresa foi o aspeto da Estrela Polar em imagens de grande plano. As observações do CHARA forneceram o primeiro vislumbre da superfície de uma variável Cefeida.

Imagem a cores falsas da Estrela Polar, pelo CHARA, captada em abril de 2021, que revela grandes manchas brilhantes e escuras na superfície. Polaris aparece cerca de 600.000 vezes mais pequena do que a Lua Cheia no céu. Crédito: Universidade do Estado da Geórgia/CHARA

"As imagens do CHARA revelaram grandes manchas brilhantes e escuras na superfície de Polaris que mudaram ao longo do tempo", disse Gail Schaefer, diretor do interferómetro CHARA. A presença de manchas e a rotação da estrela podem estar ligadas a uma variação de 120 dias na velocidade medida.

"Planeamos continuar a fotografar Polaris no futuro", disse John Monnier, professor de astronomia na Universidade de Michigan. "Esperamos compreender melhor o mecanismo que gera as manchas na superfície de Polaris".

As novas observações da Estrela Polar foram feitas e registadas como parte do programa de acesso aberto do CHARA, onde astrónomos de todo o mundo podem solicitar tempo através do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory).

// Universidade do Estado da Geórgia (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

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Estrela Polar (ou Polaris):
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Variáveis Cefeidas:
Wikipedia
SEDS

CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy):
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MIRC-X (CHARA)

Observatório Monte Wilson:
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Wikipedia