Jotain on selvää North Starin kanssa.
Ihmiset ovat tarkkailleet North Staria vuosisatojen ajan. Kirkas tähti, joka tunnetaan myös nimellä Polaris, on melkein suoraan maan pohjoisnavan yläpuolella ja toimii maamerkillä taivaalla matkustajille, joilla ei ole kompassia. Se on myös Maan lähin kefeidi, tähtityyppi, joka pulssi säännöllisesti halkaisijaltaan ja kirkkaudeltaan. Ja Polaris on osa binaarista järjestelmää; Sillä on himmeämpi sisko, joka tunnetaan nimellä Polaris B, jotta voimme seurata sen kiertämistä maasta.
"Kuitenkin kun opimme lisää, käy yhä selvemmäksi, että ymmärrämme vähemmän" Polariksesta, kirjoittivat uuden lehden kirjoittajat kuuluisalle tähdelle.
Polarisin ongelmana on, että kukaan ei voi sopia siitä, kuinka suuri tai kaukana se on.
Astrofysiikilla on muutama tapa laskea Polarisin kaltaisen tähden massa, ikä ja etäisyys. Yksi menetelmä on tähtien evoluutiomalli, sanoi uuden tutkimuksen avustaja Hilding R. Neilson, Toronton yliopiston astrofysiikka. Tutkijat voivat tutkia tähden kirkkautta, väriä ja pulssinopeutta ja käyttää näitä tietoja selvittääkseen, kuinka suuri ja kirkas se on ja missä elämän vaiheessa se on. Kun nämä yksityiskohdat on selvitetty, Neilson kertoi Live Sciencelle, se ei ole vaikeaa selvittää kuinka kaukana tähti on; se on melko yksinkertainen matematiikka, kun tiedät kuinka kirkas tähti todella on ja kuinka himmeä se näyttää maapallolta.
Nämä mallit ovat erityisen tarkkoja kefeideille, koska niiden pulssinopeus liittyy suoraan niiden vaaleuteen tai kirkkauteen. Tästä on helppo laskea etäisyys mihin tahansa näistä tähtiistä. Astronomit ovat niin varmoja ymmärtäneensä suhteen, että kefeideistä on tullut kriittisiä työkaluja etäisyyksien mittaamiseen kaikkialla maailmankaikkeudessa.
Mutta Polariksen tutkimiseen on myös muita tapoja, ja nämä menetelmät eivät ole yhtä mieltä tähtien evoluutiomalleista.
"Polarista kutsumme astrometriseksi binaariksi", Neilson sanoi, "mikä tarkoittaa sitä, että todella näet hänen kumppaninsa kiertävän sen ympäri, tavallaan kuin ympyrää, joka piirretään Polariksen ympärille. Ja se vie noin 26 vuotta."
Tutkijat eivät ole vielä tehneet yksityiskohtaisia havaintoja Polaris B.: n koko piiristä. Mutta he ovat nähneet tarpeeksi seuratähdestä viime vuosina saadakseen melko yksityiskohtaisen kuvan siitä, miltä kiertorata näyttää. Tämän tiedon avulla voit soveltaa Newtonin painolakeja kahden tähden massien mittaamiseen, Neilson sanoi. Nämä tiedot yhdistettynä uusiin Hubble Space Telescope "parallax" -mittauksiin - toinen tapa laskea etäisyys tähtiin - johtavat erittäin tarkkoihin lukuihin Polarisin massassa ja etäisyydessä. Nämä mittaukset sanovat, että se on noin 3,45-kertainen auringon massaan nähden, anna tai ottaa 0,75 auringon massaa.
Se on paljon vähemmän kuin massa, jonka saat tähtien evoluutiomalleista, jotka viittaavat arvoon noin seitsemän kertaa auringon massa.
Tämä tähtijärjestelmä on outo muilla tavoin. Polaris B: n ikälaskelmat viittaavat siihen, että tähti on paljon vanhempi kuin sen isot sisarukset, mikä on epätavallista binaarijärjestelmässä. Tyypillisesti kaksi tähteä ovat suunnilleen saman ikäisiä.
Neilson yhdessä Toronton yliopiston jatko-opiskelijan ja tutkijan Haley Blinnin kanssa tuotti valtavan joukon Polariksen malleja nähdäkseen, pystyisivätkö nämä mallit yhdistämään kaikki järjestelmästä tiedossa olevat tiedot. He eivät voineet.
Yksi mahdollisuus on, että ainakin yksi tässä tehdyistä mittauksista on vain väärin, tutkijat kirjoittivat. Polaris on erityisen vaikea tähti tutkittavana, Neilson sanoi. Se sijaitsee maan pohjoisnavan yläpuolella, ja se on useimpien kaukoputkien näkökentän ulkopuolella. Ja kaukoputket, joissa on tarvittavat laitteet tähtiominaisuuksien tarkkaan mittaamiseen, on yleensä suunniteltu tutkimaan paljon himmeämpiä, kaukaisempia tähtiä. Polaris on liian kirkas niille soittimille; itse asiassa se sokaisee heille.
Mutta tietojen tutkijoilla on vaikuttanut olevan luotettavia, eikä ole mitään selvää syytä epäillä sitä tietoa, Neilson sanoi.
Nämä havainnot johtivat Neilsonin ja Blinnin toiseen, outoon selitykseen: Ehkä Polaris-järjestelmän päätähti oli kerran kaksi tähteä ja he löivät yhdessä useita miljoonia vuosia sitten. Tällainen binaarinen törmäys, Neilsonin mukaan, voi nuorentaa tähtiä vetämällä ylimääräistä materiaalia ja saaden tähtien näyttämään siltä, kuin ne vain "menivät läpi nuoruuden lähteen".
Binäärisissä törmäyksissä syntyvät tähdet eivät sovi täsmällisesti tähtien evoluutiomalleihin, ja tällainen tapahtuma voisi selittää Polariksen kanssa löydetyn ristiriidan.
"Tämä olisi epätodennäköinen skenaario, mutta ei mahdoton", tutkijat kirjoittivat.
Toistaiseksi mikään ratkaisuista ei ole täysin tyydyttävä.
"On haastavaa tehdä merkittäviä johtopäätöksiä sen lisäksi, että Polaris on edelleen pysyvä mysteeri, ja mitä enemmän mittaamme, sitä vähemmän näemme ymmärtävän", Neilson ja Blinn kirjoittivat.
