Coś jest z Gwiazdą Północną.
Ludzie obserwowali Gwiazdę Północną od stuleci. Jasna gwiazda, znana również jako Polaris, znajduje się prawie bezpośrednio nad biegunem północnym Ziemi i służy jako punkt orientacyjny na niebie dla podróżników bez kompasu. Jest także najbliższym cefeidem na Ziemi, rodzajem gwiazdy pulsującej regularnie pod względem średnicy i jasności. A Polaris jest częścią systemu binarnego; ma ciemniejszą siostrę, znaną jako Polaris B, którą możemy oglądać krążącą z Ziemi.
„Jednak, gdy dowiadujemy się więcej, staje się jasne, że mniej rozumiemy” o Polarisie, napisali autorzy nowego artykułu na temat słynnej gwiazdy.
Problem z Polaris polega na tym, że nikt nie może się zgodzić co do jego wielkości lub odległości.
Astrofizycy mają kilka sposobów obliczania masy, wieku i odległości gwiazdy takiej jak Polaris. Jedną z metod jest gwiezdny model ewolucji, powiedział nowy współautor badań Hilding R. Neilson, astrofizyk z University of Toronto. Badacze mogą badać jasność, kolor i tempo pulsacji gwiazdy i wykorzystywać te dane, aby dowiedzieć się, jak duża i jasna jest i na jakim etapie życia jest. Kiedy te szczegóły zostaną wypracowane, Neilson powiedział Live Science, że nie jest to trudne dowiedzieć się, jak daleko jest gwiazda; to dość prosta matematyka, kiedy wiesz, jak jasna jest naprawdę gwiazda i jak słabo wygląda z Ziemi.
Modele te są szczególnie precyzyjne dla cefeid, ponieważ ich tempo pulsowania jest bezpośrednio związane z ich jasnością lub jasnością. Dzięki temu łatwo jest obliczyć odległość do którejkolwiek z tych gwiazd. Astronomowie są tak pewni, że rozumieją związek, w którym cefeidy stały się kluczowymi narzędziami do pomiaru odległości w całym wszechświecie.
Istnieją jednak inne sposoby badania Polaris i metody te nie są zgodne z gwiezdnymi modelami ewolucji.
„Polaris to coś, co nazywamy astrometrycznym układem binarnym”, powiedział Neilson, „co oznacza, że można zobaczyć, jak wokół niego krąży jego towarzysz, coś w rodzaju koła rysowanego wokół Polaris. A to zajmuje około 26 lat.”
Naukowcy nie dokonali jeszcze szczegółowych obserwacji pełnego obwodu przez Polarisa B. Ale widzieli wystarczająco dużo gwiazdy towarzyszącej w ostatnich latach, aby mieć dość szczegółowy obraz tego, jak wygląda orbita. Dzięki tym informacjom możesz zastosować prawa grawitacji Newtona do pomiaru mas dwóch gwiazd, powiedział Neilson. Informacje te, w połączeniu z nowymi pomiarami „paralaksy” Kosmicznego Teleskopu Hubble'a - innym sposobem na obliczenie odległości do gwiazdy - prowadzą do bardzo dokładnych liczb dotyczących masy i odległości Polaris. Pomiary te mówią, że jest to około 3,45 masy Słońca, daje lub przyjmuje 0,75 masy Słońca.
To o wiele mniej niż masa, którą otrzymujesz z gwiezdnych modeli ewolucji, które sugerują wartość około siedem razy większą od masy Słońca.
Ten system gwiezdny jest dziwny pod innymi względami. Obliczenia wieku Polaris B sugerują, że gwiazda jest znacznie starsza niż jej większe rodzeństwo, co jest niezwykłe dla układu podwójnego. Zazwyczaj dwie gwiazdy są mniej więcej w tym samym wieku.
Neilson wraz z Haley Blinn, studentką i badaczem z University of Toronto, stworzyli ogromny zestaw modeli Polaris, aby sprawdzić, czy modele te mogą pogodzić wszystkie znane dane o systemie. Nie mogliby.
Naukowcy napisali, że jedną z możliwości jest to, że co najmniej jeden z tych pomiarów jest po prostu błędny. Neilson powiedział, że Polaris jest szczególnie trudną do zbadania gwiazdą. Znajduje się nad biegunem północnym Ziemi, poza polem widzenia większości teleskopów. Teleskopy wyposażone w sprzęt niezbędny do precyzyjnego pomiaru właściwości gwiazdy są zwykle zaprojektowane do badania znacznie słabszych, bardziej odległych gwiazd. Polaris jest zbyt jasny dla tych instrumentów; w rzeczywistości jest to dla nich oślepiające.
Ale badacze danych wydają się wiarygodni i nie ma oczywistych powodów, by wątpić w te informacje, powiedział Neilson.
Odkrycia te doprowadziły Neilsona i Blinna do innego, dziwniejszego wyjaśnienia: być może główną gwiazdą systemu Polaris były kiedyś dwie gwiazdy i zderzyły się ze sobą kilka milionów lat temu. Takie binarne zderzenie, powiedział Neilson, może odmłodzić gwiazdy, przyciągając dodatkowy materiał i sprawiając, że gwiazdy wyglądają, jakby „po prostu przeszły przez fontannę młodości”.
Gwiazdy powstałe w wyniku zderzeń binarnych nie pasują do gwiezdnych modeli ewolucji gwiezdnej, a takie zdarzenie może wyjaśnić rozbieżność znalezioną w Polaris.
„To byłby mało prawdopodobny scenariusz, ale nie niemożliwy” - napisali naukowcy.
Jak dotąd żadne z rozwiązań nie jest w pełni satysfakcjonujące.
„Trudno jest wyciągnąć znaczące wnioski poza faktem, że Polaris nadal stanowi trwałą tajemnicę, a im więcej mierzymy, tym mniej wydajemy się rozumieć” - napisali Neilson i Blinn.
