Проблема заключается в том, что результаты измерений ее массы, сделанные разными методами, существенно отличаются.
Что происходит с Полярной звездой
Andrew Preble / Unsplash

Люди наблюдали за Полярной звездой веками. Она служит прекрасным ориентиром для путешественников без компаса. Это также самый близкий цефеид — тип пульсирующих переменных звезд с довольно точной зависимостью период—светимость. Кроме того, Полярная звезда является частью бинарной системы: у нее есть более тусклая сестра — Polaris B. «Но чем больше мы узнаем, тем меньше понимаем», — разводят руками авторы новой статьи, посвященной знаменитой звезде.

У астрофизиков есть несколько способов вычислить массу и возраст звезды, а также расстояние до нее. Исследователи могут определить ее яркость и то, насколько она велика, а также на какой стадии жизненного цикла находится. Это довольно простая математика, особенно когда вы знаете яркость звезды и то, насколько тусклой она кажется с Земли.

Подобные модели особенно точны в отношении цефеид, поскольку частота их пульсаций напрямую связана со светимостью или яркостью. Это позволяет легко рассчитать расстояние до любой из подобных звезд. Астрономы настолько уверены в обнаруженной взаимосвязи, что цефеиды стали инструментом измерения расстояний во Вселенной.

Но есть и другие способы изучения Полярной звезды, которые никак не согласуются с моделями звездной эволюции.

«Полярная звезда — это астрометрическая двоичная система, — сказал соавтор нового исследования, астрофизик из Университета Торонто Хильдинг Р. Нилсон. — Вы можете видеть, как ее спутник движется вокруг, совершая оборот за 26 лет».

Исследователи еще не наблюдали полного оборота Polaris B, но уже могут описать орбиту звезды. Зная ее, можно применить законы тяготения Ньютона для измерения массы двух звезд. Эта информация, в сочетании с измерениями параллакса космическим телескопом Хаббла, стала еще одним способом расчета массы Полярной звезды. В результате получилось, что она примерно в 3,45 раза массивнее Солнца, плюс-минус 0,75 массы Солнца.

Это намного меньше, чем масса, полученная с помощью модели звездной эволюции, которая определила массу Полярной звезды примерно в семь раз больше массы Солнца.

Кроме того, расчеты возраста Polaris B показывают, что эта звезда намного старше Полярной — весьма необычно для двойной системы. Как правило, звезды имеют одинаковый возраст.

Нилсон вместе со студентом и исследователем из Университета Торонто Хейли Блинн, создали набор моделей Полярной звезды, чтобы выяснить, могут ли они согласовать все имеющиеся данные о двойной звездной системе. Этого не получилось.

Возможно, одно из измерений неверно, предположили исследователи. Полярную звезду сложно изучать из-за того, что находясь над Северным полюсом Земли, она не попадает в поле зрения большинства телескопов. А телескопы, которые имеют необходимое оборудование для точного измерения свойств звезды, чаще предназначены для изучения гораздо более слабых и удаленных звезд. Полярная же звезда слишком яркая для них и «ослепляет» оборудование.

Эти выводы привели Нилсона и Блинна к другому, более странному объяснению: возможно, центром системы Полярис были когда-то две звезды. Столкновение могло омолодить Полярную звезду.

Звезды, возникающие в результате столкновений, не соответствуют моделям звездной эволюции, что может объяснить отклонение от нее и Полярной звезды. «Это маловероятный сценарий, но он вполне невозможен», — пишут исследователи.