Щось із Північною зіркою.
Люди спостерігали Північну зірку століттями. Яскрава зірка, також відома як Поларіс, знаходиться майже безпосередньо над Північним полюсом Землі і служить орієнтиром на небі для мандрівників без циркуля. Це також найближчий до Землі цефеїд, тип зірки, який регулярно імпульсує в діаметрі та яскравості. І Polaris є частиною бінарної системи; у нього затуманена сестра, відома як Поларіс Б, що ми можемо спостерігати, як кружляє її із Землі.
"Однак, коли ми дізнаємось більше, стає зрозуміло, що ми все менше розуміємо" про Поляріса, написали автори нового документа про відому зірку.
Проблема Polaris полягає в тому, що ніхто не може погодитися, наскільки вона велика чи віддалена.
Астрофізики мають кілька способів обчислити масу, вік та відстань зірки, як Поларіс. Один із методів є зоряною моделлю еволюції, сказала співавтор нового дослідження Хільдінг Р. Нілсон, астрофізик з університету Торонто. Дослідники можуть вивчити яскравість, колір і швидкість пульсації зірки і використовувати ці дані, щоб визначити, наскільки вона велика і яскрава і в якій стадії життя вона знаходиться. Після того, як ці деталі будуть розроблені, Нілсон розповів Live Science, це не важко розібратися, наскільки далеко від зірки; це досить проста математика, як тільки ви дізнаєтеся, наскільки яскрава насправді зірка і наскільки тьмяно вона виглядає на Землі.
Ці моделі особливо точні для цефеїдів, оскільки їх швидкість пульсування безпосередньо пов'язана з їх світністю або яскравістю. Це дозволяє легко обчислити відстань до будь-якої з цих зірок. Астрономи настільки впевнені, що розуміють таку взаємозв'язок, що цефеїди стали критичними інструментами для вимірювання відстаней по всьому Всесвіту.
Але є й інші способи вивчення Поларіса, і ці методи не узгоджуються із зоряними моделями еволюції.
"Поларіс - це те, що ми називаємо астрометричним бінарним, - сказав Нейлсон, - це означає, що ви насправді можете бачити його супутника, який обходить його навколо, на зразок кола, що обертається навколо Поларіса. А це займає близько 26 років".
Дослідники ще не зробили детальних спостережень за повною ланцюгом Поларісом Б. Але вони побачили достатню кількість зірки-супутника в останні роки, щоб мати досить детальну картину того, як виглядає орбіта. За допомогою цієї інформації ви можете застосувати закони тяжіння Ньютона для вимірювання маси двох зірок, сказав Нейлсон. Ця інформація в поєднанні з "паралаксами" вимірювань космічного телескопа Хаббла - ще один спосіб обчислення відстані до зірки - призводить до отримання дуже точних цифр щодо маси та відстані Поляріса. Ці вимірювання говорять, що це приблизно в 3,45 рази більше маси сонця, дають або беруть 0,75 сонячних мас.
Це набагато менше маси, яку ви отримуєте від зоряних моделей еволюції, які припускають значення приблизно в сім разів більше маси сонця.
Ця зіркова система дивна по-іншому. Розрахунки віку Поляріса В дозволяють припустити, що зірка набагато старша, ніж її більший брат, який є незвичним для бінарної системи. Зазвичай дві зірки приблизно одного віку.
Нілсон, разом з Хейлі Блінн, студенткою і дослідником університету Торонто, створив величезний набір моделей Поляріса, щоб зрозуміти, чи зможуть ці моделі узгодити всі відомості про систему. Вони не могли.
Однією з можливостей є те, що принаймні один з вимірювань тут просто неправильний, пишуть дослідники. Поляріс - особливо складна для вивчення зірка, сказав Нейлсон. Розташований над Північним полюсом Землі, він знаходиться поза полем зору більшості телескопів. А телескопи, які мають необхідне обладнання для точного вимірювання властивостей зірки, зазвичай призначені для вивчення набагато слабших, віддаленіших зірок. Polaris занадто яскравий для цих інструментів; насправді це сліпуче для них.
Але дослідники даних здаються достовірними, і немає очевидних причин сумніватися в цій інформації, сказав Нейлсон.
Ці висновки призвели Нілсона та Блінна до іншого, більш незнайомого пояснення: Можливо, головною зіркою системи Поларіс були колись дві зірки, і вони грілися разом кілька мільйонів років тому. Таке бінарне зіткнення, зазначає Нілсон, може омолодити зірки, втягнувши зайвий матеріал і зробивши зірки схожими на те, що вони просто "пройшли через фонтан молодості".
Зірки, що виникають в результаті бінарних зіткнень, не вписуються в моделі зоряної еволюції, і така подія може пояснити розбіжність, виявлений у Polaris.
"Це був би малоймовірний сценарій, але не неможливий", - написали дослідники.
Поки жодне з рішень не задовольняє повністю.
"Складно зробити значні висновки поза тим, що Поляріс продовжує залишатися незмінною таємницею, і чим більше ми вимірюємо, тим менше ми, здається, розуміємо", - писали Нілсон і Блін.
