How big is Gwiazda Polarna?

Gwiazda Polarna jest dziś gwiazdą polarną, a jej główny składnik jest najbliższym i najjaśniejszym znanym przykładem pulsujących gwiazd zwanych cefeidami. Ta gwiazda ma około 64 milionów kilometrów średnicy, czyli około 46 razy więcej niż szerokość Słońca, według pomiarów opublikowanych w 2024 roku. Podana wartość to szerokość widocznej powierzchni, która bardzo nieznacznie powiększa się i zmniejsza, gdy gwiazda pulsuje.

Rozmiar

Gwiazda Polarna to w rzeczywistości trzy gwiazdy, a eksplorator pokazuje najjaśniejszą z nich, zwaną Polaris Aa. W latach 2016–2021 astronomowie zmierzyli pozorną szerokość tej gwiazdy za pomocą układu CHARA Array na górze Mount Wilson w Kalifornii, który łączy światło z kilku teleskopów, aby dostrzec bardzo drobne szczegóły. Jej pozorna szerokość to około 3,1 tysięcznej sekundy kątowej, przy czym sekunda kątowa to 1/3600 stopnia. To szerokość ludzkiego włosa widzianego z odległości około 6,6 kilometra.

Aby zamienić ten kąt na rzeczywisty rozmiar, trzeba znać odległość, która długo była przedmiotem sporu. Sama Gwiazda Polarna jest zbyt jasna dla części przyrządów mierzących odległości, a opublikowane oszacowania wahały się od około 320 do 520 lat świetlnych. Rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, to około 9,46 biliona kilometrów. W badaniu z 2024 roku użyto odległości do Polaris B, słabszej gwiazdy w tym samym układzie. Odległość tę zmierzyła sonda Gaia: około 447 lat świetlnych.

Przy takiej odległości promień Polaris Aa wynosi 46,3 promienia Słońca. Pomiar z 2006 roku, wykonany innym przyrządem, daje przy tej samej odległości 46 promieni Słońca. Przy najkrótszej z opublikowanych odległości ta sama pozorna szerokość oznaczałaby, że gwiazda jest tylko około 33 razy szersza niż Słońce.

Polaris Aa jest gwiazdą zmienną. Pulsuje mniej więcej co cztery dni, a oczekuje się, że jej szerokość zmieni się w każdym cyklu tylko o około 0,4%, czyli o około 260 000 kilometrów.

Porównania rozmiarów

Polaris Aa jest około 46 razy szersza niż Słońce i około 5000 razy szersza niż Ziemia.
Pod względem objętości zmieściłoby się w niej około 99 000 Słońc.
Gdyby Polaris Aa zajęła miejsce Słońca, jej powierzchnia sięgnęłaby ponad połowy drogi do orbity Merkurego.
Polaris Aa jest około 1,8 raza szersza niż Arktur, inna gwiazda olbrzym w eksploratorze. Aldebaran, kolejna mniejsza gwiazda w eksploratorze, ma prawie taką samą szerokość, około 63 milionów kilometrów.
Gdyby Słońce zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, Polaris Aa byłaby kulą o średnicy około 11 metrów.

Gwiazda polarna

Gwiazda Polarna jest gwiazdą polarną, ponieważ oś obrotu Ziemi wskazuje w jej pobliże. Oś powoli się kołysze, jak bączek, w cyklu trwającym około 25 800 lat, zwanym precesją, dlatego gwiazda polarna zmienia się z czasem. Jakieś dwa tysiące lat temu gwiazdami polarnymi były dwie inne gwiazdy, Kochab i Pherkad.

Gwiazda z towarzyszem

Polaris Aa ma bliskiego towarzysza, Polaris Ab, który okrąża ją mniej więcej co 30 lat po rozciągniętej, owalnej orbicie. Gdy są najbliżej siebie, dzieli je około 6,2 jednostki astronomicznej, przy czym jednostka astronomiczna to średnia odległość między Ziemią a Słońcem. Dzięki śledzeniu tej orbity w badaniu z 2024 roku ustalono, że Polaris Aa ma masę równą 5,13 masy Słońca. Trzecia gwiazda, Polaris B, znajduje się na niebie w odległości 18 sekund kątowych.

Polaris Aa jest niezwykła także pod innymi względami. Jej pulsacje słabły przez znaczną część XX wieku, a około 2000 roku zaczęły znów się nasilać. Obrazy jej powierzchni, utworzone na podstawie pomiarów CHARA, pokazują szczegóły przypominające plamy, w tym dużą jasną plamę, choć niektóre z tych szczegółów mogą wynikać z błędów powstałych przy tworzeniu obrazów.