Nel nostro sistema solare, sparsi su una delle montagne della Terra, sei telescopi bianchi scrutano l’Universo profondo. Come un alveare coeso, le strutture a cupola raccolgono la luce cosmica per guidare gli astronomi che esplorano lo Spazio, ed è grazie a questo alveare che ora abbiamo una nuova brillante prospettiva sulla luce che ha guidato gli astronomi del passato: la Stella Polare.
Stella Polare: una nuova prospettiva
La nostra conoscenza visiva dell’attuale Stella Polare (a causa dell’oscillazione assiale della Terra, il titolo passa a stelle diverse nel corso degli eoni) è profonda. Artisti, vecchi e nuovi, hanno raffigurato la Stella Polare splendente nei loro dipinti, gli astrofotografi l’hanno immortalata dai loro giardini e gli scienziati hanno puntato i loro strumenti su di essa per decenni.
Quello che però è speciale in queste nuove immagini ad alta risoluzione, per gentile concessione del CHARA Array sul Monte Wilson in California, ha a che fare con la risoluzione. La cosa speciale del CHARA è, come accennato, che i suoi telescopi lavorano in tandem tra loro.
I loro dati sulla luce vengono combinati in una struttura centrale per fornire un’immagine completa e chiara di una sorgente. È come se il sestetto di telescopi dei lavoratori formasse un telescopio definitivo con un diametro di 330 metri, e per questo motivo, la risoluzione delle immagini del progetto, in particolare la risoluzione angolare, è eccellente.
Lo studio
In effetti, dopo aver esaminato alcune di queste immagini di Polaris, messe insieme alle osservazioni CHARA scattate tra il 2016 e il 2021, gli scienziati hanno scoperto alcune caratteristiche della stella precedentemente sconosciute. In particolare, ci sono macchie distinguibili sulla superficie della stella, un po’ come le macchie solari che vediamo sul Sole di tanto in tanto.
“Le immagini del CHARA hanno rivelato grandi punti luminosi e scuri sulla superficie della Stella Polare che sono cambiati nel corso del tempo“, ha affermato Gail Schaefer, direttrice del CHARA Array.
Uno dei motivi principali per cui questa scoperta è stata una sorpresa ha a che fare con il fatto che Polaris non è una stella qualsiasi. È una specie di stella nota come variabile Cefeide, il che significa che si illumina e si oscura periodicamente. La Stella Polare in particolare diventa più luminosa e più debole secondo un ciclo di quattro giorni, e gli scienziati amano localizzare le Cefeidi per via di questo comportamento così prevedibile.
Questo perché consente a queste stelle di essere utilizzate per le misurazioni della distanza cosmica. In pratica, osservare il cambiamento nella luminosità di una Cefeide in un ciclo può rivelarne la vera luminosità.
Al contrario, senza pulsazioni prevedibilmente periodiche, una stella non sarebbe molto affidabile per tali misurazioni. A rischio di semplificazione, una stella fioca, ad esempio, potrebbe essere lontana o semplicemente piccola, oppure potrebbe essere stranamente fioca per qualche altro motivo. Oppure potrebbe semplicemente essere stata fioca durante il periodo in cui è stata osservata.
Tornando a quei punti, come dice il team CHARA, queste immagini ad alta risoluzione di Polaris segnano il primo “sguardo di come appare la superficie di una variabile Cefeide”. Quindi, trovare dei punti con quel primo sguardo è stato interessante. Ma questi punti non sono stati l’unico risultato dell’analisi del team.
A differenza del nostro solitario Sole, la Stella polare non vaga per l’Universo da sola. Con una dimensione di circa 46 volte superiore a quella della nostra stella ospite e a oltre 400 anni luce di distanza da noi, fa parte di un sistema stellare triplo. È semplicemente la più luminosa delle sue sorelle.
Infatti, l’obiettivo originale dell’indagine Polaris di CHARA era di mappare l’orbita della stella che orbita attorno alla nostra Stella Polare una volta ogni 30 anni. È quella che è molto più vicina dell’altra, rendendo l’impresa un’impresa complessa. Non solo questa stella fluttua molto vicina a Polaris, ma la compagna è anche incredibilmente debole. Non è stata nemmeno confermata la sua esistenza fino al 2005 circa, e deve la sua documentazione al telescopio spaziale Hubble.
“La piccola separazione e il grande contrasto di luminosità tra le due stelle rendono estremamente difficile risolvere il sistema binario durante il loro massimo avvicinamento“, ha affermato Nancy Evans, responsabile del team presso il Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, che ha anche contribuito all’identificazione della compagna. Per questo motivo, il team ha attinto anche ad altre cassette degli attrezzi astronomici, come un interferometro speckle presso l’Apache Point Observatory nel New Mexico.
Questa missione è stata davvero un successo, contribuendo a confermare cose come la dimensione di Polaris e suggerendo che la stella potrebbe essere circa cinque volte più massiccia del Sole, che è più pesante di quanto si pensasse in precedenza. Questa scoperta è importante di per sé perché, come ha detto Evans, solo poche Cefeidi hanno avuto le loro masse determinate.
Pone anche alcune domande interessanti da esplorare in futuro. “La massa combinata con la distanza mostra che la Cefeide è più luminosa di quanto previsto per questa massa dalle tracce evolutive“,hanno affermato gli autori dello studio, per esempio.
Conclusioni
La natura maculata della Stella Polare sembra aver preso la ribalta. Considerate come le aree della stella su cui si vedono le macchie e la velocità a cui la stella ruota sembrano suggerire una variazione di velocità radiale di 120 giorni, riferendosi essenzialmente ai cambiamenti nella velocità dell’oggetto come visto lungo la linea di vista di un osservatore. Questo pone un altro enigma.
“Abbiamo intenzione di continuare a riprendere Polaris in futuro”, ha affermato John Monnier, Professore di astronomia presso l’Università del Michigan e coautore dello studio: “Speriamo di comprendere meglio il meccanismo che genera le macchie sulla superficie di Polaris”.
Lo studio è stato pubblicato sul The Astrophysical Journal.
