最近，利用加州蒙特威爾遜山的CHARA陣列觀測，天文學家成功觀測到北極星（即α小熊星）的表面存在大型亮斑和暗斑，這是首次直接觀測到造父變星（Cepheid variable stars）表面的細節。
北極星是一顆脈動變星，被稱為「標準燭（standard candles）」。因為這類變星的固有亮度與其脈動週期有關，故可用來測量宿主星系的距離，並推算宇宙膨脹率。
那麼，什麼是「標準燭」呢？簡單來說，當我們知道一個標準燭的真實亮度（內在亮度）時，就可以通過比較它的視亮度來推算它的距離。這就像在黑暗中看到一盞固定亮度的燈泡，燈泡看起來越暗，我們就知道它距離我們越遠。
而另外一個比較陌生的名詞：造父變星（Cepheid variable stars）就是一種常用的標準燭。這些變星的脈動週期與其真實亮度有直接關係：脈動週期越長，亮度越高。因此，天文學家可以通過測量造父變星的脈動週期來確定其亮度，進而推算出其距離。這種方法被廣泛應用於測量銀河系內外天體的距離，並在研究宇宙膨脹率中發揮了重要作用。
哈佛-史密森天體物理中心的南希·埃文斯博士及其同事，正是利用了CHARA光學干涉儀陣列觀測北極星，目的是要測繪它的伴星軌道。同時，他們還測量了北極星隨脈動而變化的大小。
北極星質量是太陽的5倍，直徑則有46倍
觀測結果顯示，北極星的質量是太陽的5倍，直徑是太陽的46倍。更重要的是，CHARA影像清晰地捕捉到了北極星表面大片亮暗不均的斑點，且隨時間有所變化。
CHARA陣列主任蓋爾·沙佛博士說，這些斑點的存在以及明星自轉，可能與北極星120天的速度變化有關。研究人員將繼續觀測北極星，希望揭示導致這些表面斑點的機制。
這些發現不僅豐富了我們對脈動變星的認識，也為利用這類明星研究宇宙提供了新的線索。未來的持續觀測，有望讓我們進一步了解這顆最著名的恒星之一的真面目。
這項研究的結果已發表在《天體物理學》上。
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首圖來源：Evans et al cc By4.0
圖片來源：The Astrophysical Journalcc By4.0
參考論文：
1.The Orbit and Dynamical Mass of Polaris: Observations with the CHARA ArrayThe Astrophysical Journal
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