Der er noget med North Star.
Folk har set nordstjernen i århundreder. Den lyse stjerne, også kendt som Polaris, er næsten direkte over Jordens nordpol og fungerer som et vartegn i himlen for rejsende uden kompas. Det er også Jordens nærmeste cepheid, en type stjerne, der pulserer regelmæssigt i diameter og lysstyrke. Og Polaris er en del af et binært system; det har en svagere søster, kendt som Polaris B, at vi kan se cirkle den fra Jorden.
"Efterhånden som vi lærer mere, bliver det klart, at vi forstår mindre" om Polaris, skrev forfatterne af en ny artikel om den berømte stjerne.
Problemet med Polaris er, at ingen kan blive enige om, hvor stor eller fjern den er.
Astrofysikere har et par måder at beregne masse, alder og afstand til en stjerne som Polaris. En metode er en stjernemæssig udviklingsmodel, sagde den nye undersøgelsesmedforfatter Hilding R. Neilson, en astrofysiker ved University of Toronto. Forskere kan studere lysstyrken, farven og hastigheden for pulseringen af stjernen og bruge disse data til at finde ud af, hvor stor og lys den er, og hvilket livsfase det er i. Når disse detaljer er udarbejdet, fortalte Neilson til Live Science, er det ikke svært at finde ud af hvor langt væk stjernen er; det er forholdsvis simpel matematik, når du ved, hvor lysstjernen stjerne virkelig er, og hvor svag den ser ud fra Jorden.
Disse modeller er især præcise for cepheider, fordi deres pulseringshastighed er direkte relateret til deres lysstyrke eller lysstyrke. Det gør det nemt at beregne afstanden til nogen af disse stjerner. Astronomer er så sikre på, at de forstår det forhold, at cepheider er blevet kritiske værktøjer til måling af afstande over hele universet.
Men der er andre måder at studere Polaris på, og disse metoder stemmer ikke overens med de stjernemæssige udviklingsmodeller.
"Polaris er det, vi kalder en astrometrisk binær," sagde Neilson, "hvilket betyder, at du faktisk kan se dens ledsager gå rundt i det, som en cirkel, der tegnes omkring Polaris. Og det tager omkring 26 år."
Forskere har endnu ikke lavet detaljerede observationer af et fuldt kredsløb af Polaris B. Men de har set nok af ledsagerstjernen i de senere år til at have et ret detaljeret billede af, hvordan bane ser ud. Med disse oplysninger kan du anvende Newtons tyngdekraftlove for at måle masserne af de to stjerner, sagde Neilson. Disse oplysninger kombineret med nye "parallax" -målinger fra Hubble Space Telescope - en anden måde at beregne afstanden til stjernen - fører til meget præcise tal på Polaris masse og afstand. Disse målinger siger, at det er omkring 3,45 gange solens masse, give eller tage 0,75 solmasser.
Det er langt mindre end den masse, du får fra stjernernes evolutionsmodeller, som antyder en værdi på cirka syv gange solens masse.
Dette stjernesystem er underligt på andre måder. Beregninger af alderen på Polaris B antyder, at stjernen er meget ældre end dens større søskende, hvilket er usædvanligt for et binært system. Typisk er de to stjerner omkring samme alder.
Neilson, sammen med Haley Blinn, en studerende og forsker ved University of Toronto, genererede et stort sæt modeller af Polaris for at se, om disse modeller kunne forene alle de data, der var kendt om systemet. De kunne ikke.
En mulighed er, at mindst en af målingerne her bare er forkert, skrev forskerne. Polaris er en særlig vanskelig stjerne at studere, sagde Neilson. Placeret over Jordens nordpol er det uden for synspunktet for de fleste teleskoper. Og teleskopene, der har det nødvendige udstyr til præcist måling af stjernens egenskaber, er normalt designet til at studere meget svagere, fjernere stjerner. Polaris er for lys til disse instrumenter; faktisk er det blændende for dem.
Men de data, som forskerne synes, er pålidelige, og der er ingen åbenlyst grund til at tvivle på disse oplysninger, sagde Neilson.
Disse fund førte Neilson og Blinn til en anden, fremmed forklaring: Måske var hovedstjernen i Polaris-systemet engang to stjerner, og de smækkede sammen for flere millioner år siden. En sådan binær kollision, sagde Neilson, kan forynge stjerner, trække i ekstra materiale og få stjernerne til at se ud som om de bare "gik gennem ungdommens springvand."
Stjerner, der er resultatet af binære kollisioner, passer ikke pænt til stjernernes evolutionsmodeller, og en sådan begivenhed kan forklare uoverensstemmelsen, der findes hos Polaris.
"Dette ville være et usandsynligt scenario, men ikke umuligt," skrev forskerne.
Indtil videre er ingen af løsningen fuldt ud tilfredsstillende.
"Det er udfordrende at drage betydelige konklusioner ud over det faktum, at Polaris fortsat er et varigt mysterium, og jo mere vi måler, desto mindre ser vi ud til at forstå," skrev Neilson og Blinn.
