How big is Polaris?

Polaris est l'étoile polaire actuelle, et son étoile principale est l'exemple connu le plus proche et le plus brillant des étoiles pulsantes appelées céphéides. Cette étoile mesure environ 64 millions de kilomètres de diamètre, soit environ 46 fois la largeur du Soleil, d'après des mesures publiées en 2024. Ce chiffre correspond à la largeur de sa surface visible, qui gonfle et se contracte très légèrement à mesure que l'étoile pulse.

Taille

Polaris est en réalité un système de trois étoiles, et l'explorateur montre la plus brillante, appelée Polaris Aa. Entre 2016 et 2021, des astronomes ont mesuré sa largeur apparente à l'aide du réseau CHARA, sur le mont Wilson en Californie, qui combine la lumière de plusieurs télescopes pour distinguer des détails très fins. Elle mesure environ 3,1 millièmes de seconde d'arc de large, une seconde d'arc représentant 1/3 600 de degré. C'est la largeur d'un cheveu vu à environ 6,6 kilomètres de distance.

Pour convertir cet angle en taille réelle, il faut connaître la distance, qui a longtemps été controversée. Polaris est elle-même trop brillante pour certains des instruments qui mesurent les distances, et les estimations publiées vont d'environ 320 à 520 années-lumière. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, soit environ 9,46 billions de kilomètres. L'étude de 2024 a utilisé la distance à Polaris B, une étoile plus faible du même système, mesurée par le satellite Gaia : environ 447 années-lumière.

À cette distance, le rayon de Polaris Aa est 46,3 fois celui du Soleil. Une mesure de 2006, réalisée avec un instrument différent, donne 46 fois celui du Soleil à la même distance. À la plus courte des distances publiées, la même largeur apparente ne ferait de l'étoile qu'environ 33 fois la largeur du Soleil.

Polaris Aa est une étoile variable. Elle pulse environ tous les quatre jours, et sa largeur devrait varier d'environ seulement 0,4 % à chaque cycle, soit environ 260 000 kilomètres.

Comparaisons de taille

Polaris Aa est environ 46 fois plus large que le Soleil et environ 5 000 fois plus large que la Terre.
Environ 99 000 Soleils tiendraient à l'intérieur, en volume.
Si elle prenait la place du Soleil, sa surface dépasserait la moitié de la distance jusqu'à l'orbite de Mercure.
Elle est environ 1,8 fois plus large qu'Arcturus, une autre géante de l'explorateur. Aldébaran, l'objet immédiatement plus petit dans l'explorateur, a presque la même largeur, environ 63 millions de kilomètres de diamètre.
Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, Polaris Aa serait une boule d'environ 11 mètres de diamètre.

L'étoile polaire

Polaris est l'étoile polaire parce que l'axe de rotation de la Terre pointe près d'elle. Cet axe oscille lentement, comme une toupie, selon un cycle d'environ 25 800 ans appelé précession, si bien que l'étoile polaire change au fil du temps. Il y a environ deux mille ans, les étoiles polaires étaient deux autres étoiles, Kochab et Pherkad.

Une étoile accompagnée

Polaris Aa a un compagnon rapproché, Polaris Ab, qui gravite autour d'elle environ tous les 30 ans, selon une orbite ovale très allongée. À leur plus proche, les deux étoiles sont séparées d'environ 6,2 unités astronomiques, une unité astronomique étant en moyenne la distance de la Terre au Soleil. En suivant cette orbite, l'étude de 2024 a établi que Polaris Aa a 5,13 fois la masse du Soleil. La troisième étoile, Polaris B, se trouve à 18 secondes d'arc dans le ciel.

Polaris Aa présente d'autres particularités. Ses pulsations se sont affaiblies pendant une grande partie du XXe siècle, avant de recommencer à se renforcer vers 2000. Des images de sa surface, réalisées à partir des mesures du CHARA, montrent ce qui ressemble à des taches, dont une grande tache brillante, bien que certains de ces éléments puissent être des artefacts liés à la manière dont les images ont été produites.