Kas vyksta su Šiaurine žvaigžde? Tai tikra mįslė mokslininkams

Ji yra Žemei artimiausia cefeidė – tai kintamosios žvaigždės tipas, kuriam būdingas tykslingas ir periodiškas ryškio ir spektro kitimas. Be to, Šiaurinė žvaigždė yra dvinarė – ji turi blankesnę seserį, vadinamą Šiaurine B ir kuri sukasi aplink savo Šiaurinę A.

Ir nors šią žvaigždę galime išvysti kiekvieną naktį (jei dangus nebūna debesuotas), naujajame tyrime rašoma, kad kuo daugiau apie šią žvaigždę sužinome – tuo mažiau suprantame. Didžiausia problema su Šiaurine yra ta, kad niekas kol kas negali tiksliai pasakyti, kokio ji tiksliai dydžio – ir kaip toli nuo Žemės yra.

Skirtingi matavimo būdai

Astrofizikai turi keletą būdų apskaičiuoti tokių žvaigždių kaip Šiaurinė masę, amžių ir atstumą. Kaip sako tyrimo bendraautorius Hidlingas R.Neilsonas, pirmasis metodas yra taikyti žvaigždių evoliucijos modelį.

Kitaip sakant, mokslininkai gali ištirti žvaigždės ryškumą, spalvą ir pulsaciją, o gautus duomenis panaudoti nustatant, kokio dydžio, ryškumo ir amžiaus ji yra. Kai visos šios detalės yra žinomos, visai nesunku nustatyti ir per kokį atstumą nuo Žemės žvaigždė yra nutolusi – kadangi tai priklauso nuo jos tikrojo ryškumo ir ryškumo, kokiu ji yra matoma Žemėje.

Šis modelis ypač gerai pritaikomas būtent cefeidėms, kadangi jų pulsacija yra tiesiogiai susijusiu su jų ryškumu. Būtent dėl to jų atstumą yra daug lengviau apskaičiuoti.

Bet, žinoma, yra ir kitų būdų, kaip apskaičiuoti Šiaurinės žvaigždės atstumą, masę ir kitus dalykus – tačiau rezultatas, gaunamas skaičiuojant pagal šiuos metodus yra visiškai kitoks nei skaičiuojant pagal žvaigždių evoliucijos modelį.

„Šiaurinė žvaigždė yra tai, ką mes vadiname astrometrine dvinare žvaigžde. Tai reiškia, kad galima aiškiai matyti, kaip jos kompanjonė sukasi aplink ją ir tarsi piešia apskritimą, bet tai užtrunka 26 metus“, – teigia H.R. Nilsonas.

Nors mokslininkai dar detaliai netyrinėjo Šiaurinės B, tačiau informacijos apie ją yra turima pakankamai, kad būtų aišku, kokia orbita ji juda. Turint šią informaciją, galima pritaikyti Isaaco Newtono suformuluotą gravitacijos dėsnį, pagal kurį skaičiuojama dviejų žvaigždžių masė. Na, o šią informaciją kombinuojant su Hubble kosmoso teleskopo surinktais duomenimis, galima gauti labai tikslius skaičius. Šie skaičiavimai rodo, kad Šiaurinės žvaigždės masė yra 3,45 kartus didesnė už Saulės.

Bet šis skaičius yra daug mažesnis nei skaičius, kurį gauname skaičiuojant naudojant žvaigždžių evoliucijos modelį. Pagal jį Šiaurinės žvaigždės masė yra net septynis kartus didesnė už Saulės.

Kitos keistenybės

Tačiau šių dviejų žvaigždių sistema yra keista dar ir dėl kitų priežasčių. Visų pirma, skačiavimai rodo, kad Šiaurinė B žvaigždė yra daug senesnė, nei jos didesnė sesuo – o tai visiškai neįprasta dvinarėms žvaigždėms. Dažniausiai jos abi būna praktiškai tokio paties amžiaus.

Būtent dėl to H.R. Nilsonas kartu su bakalauro studente ir tyrėja Hailey Binn sugeneravo nemažai žvaigždės modelių, kurie turėjo padėti jiems suderinti visus skirtingus duomenis. Tačiau jiems nepavyko.

Tyrime rašoma, kad vienas iš skaičiavimo metodų čia galėtų būti neteisingas, nors Šiaurinę žvaigždę tirti nėra sudėtinga. Ji yra virš Žemės šiaurinio poliaus – todėl didžiąja dalimi teleskopu jos pamatyti neįmanoma. Na, o tie teleskopai, kurie specialiai sukurti tyrinėti žvaigždių savybes, naudojami blankesnių ir tolimesnių žvaigždių tyrimams. Kitaip sakant, Šiaurinė žvaigždė šiems instrumentams yra per ryški.

Nepaisant to, mokslininkai rašo, kad visi duomenys buvo surinkti iš patikimų instrumentų ir pagal patikimus metodus – todėl nėra pagrindo manyti, kad kokia nors informacija yra neteisinga.

Dėl to H.R.Nilsonas ir H.Blinn turėjo sugalvoti kitą, kiek keistesnį paaiškinimą. Tyrime rašoma, kad pagrindinė Šiaurinė žvaigždė prieš milijonus metų galėjo būti ne viena, o dvi žvaigždės, kurios galiausiai susidūrė. Tokia dvinarių kolizija, kaip teigia H.R.Nilsonas, tarsi atjaunina žvaigždę – kadangi ji gauna daugiau medžiagų. Tokioms žvaigždėms tirti evoliucijos modelis nėra tinkamas – o tai paaiškintų ir skirtingus rezultataus.

„Tai nelabai tikėtinas, bet įmanomas scenarijus. Nepaisant to, priimti išvadų kol kas negalime, nes Šiaurinė žvaigždė mums vis dar yra labai paslaptinga. Kuo daugiau matuojame, tuo mažiau apie ją suprantame“, – rašoma tyrime.

Parengta pagal „Live Science“.