ノーススターに問題があります。
人々は何世紀にもわたってノーススターを見てきました。明るい星は、ポラリスとも呼ばれ、地球の北極のほぼ真上にあり、コンパスを持たない旅行者のために空のランドマークとして機能します。それはまた、地球に最も近いセファイド、直径と明るさが規則的に脈打つ星のタイプでもあります。そして、Polarisはバイナリシステムの一部です。地球から旋回しているのを見ることができる、ポラリスBと呼ばれる調光器の姉妹がいます。
「しかし、私たちが多くを学ぶにつれて、私たちがポラリスについてあまり理解していないことが明らかになりつつあります」と、有名な星についての新しい論文の著者を書いた。
ポラリスの問題は、それがどれほど大きいか遠いかについて誰も同意できないことです。
天体物理学者は、ポラリスのような星の質量、年齢、距離を計算するいくつかの方法があります。一つの方法は恒星の進化モデルであるとトロント大学の宇宙物理学者である新しい研究の共著者であるヒルディング・R・ニールソンは言った。研究者は、星の明るさ、色、および脈動の速度を研究し、そのデータを使用して、それがどれほど大きくて明るいか、どの段階にいるかを把握できます。これらの詳細が明らかになると、NeilsonはLive Scienceに難しいことはないと語った星がどれくらい離れているかを知るために;星が実際にどれほど明るいか、そして地球からどれほど暗いかを知っていれば、それはかなり単純な数学です。
これらのモデルはセファイドに特に正確です。パルスのレートは光度または明るさに直接関連しているためです。これにより、これらの星との距離を簡単に計算できます。天文学者は、セファイドが宇宙全体の距離を測定するための重要なツールになっているという関係を理解していると確信しています。
しかし、ポラリスを研究する他の方法があり、それらの方法は恒星進化モデルと一致しません。
「ポラリスは私たちがアストロメトリックバイナリと呼んでいるものです。つまり、その仲間が実際にポラリスの周りに描かれている円のように見えるのを見ることができます。これには約26年かかります。」
研究者たちは、まだポラリスBによる完全な回路の詳細な観測を行っていません。しかし、彼らは、軌道がどのように見えるかのかなり詳細な絵を持っている近年の伴星を十分に見ました。その情報があれば、ニュートンの重力の法則を適用して2つの星の質量を測定できるとニールソン氏は述べています。その情報を新しいハッブル宇宙望遠鏡の「視差」測定と組み合わせて-星までの距離を計算する別の方法-ポラリスの質量と距離の非常に正確な数値を導きます。それらの測定はそれが太陽の質量の約3.45倍であり、0.75の太陽の質量を与えるか、取ると言います。
これは、太陽の質量の約7倍の値を示唆する恒星進化モデルから得られる質量よりもはるかに小さい値です。
この星系は他の点で奇妙です。ポラリスBの年齢の計算は、その星がその大きな兄弟よりもはるかに古いことを示唆しています。これは、バイナリシステムでは珍しいことです。通常、2つの星の年齢はほぼ同じです。
Neilsonは、トロント大学の学部生で研究者であるHaley Blinnとともに、Polarisの膨大なモデルセットを生成し、それらのモデルがシステムについて知られているすべてのデータを調整できるかどうかを確認しました。彼らはできなかった。
1つの可能性は、ここでの測定の少なくとも1つがちょうど間違っているということです、と研究者たちは書いています。ポラリスは研究するのが特に難しい星だとニールソンは言った。地球の北極の上にあり、ほとんどの望遠鏡の視野の外にあります。そして、星の特性を正確に測定するために必要な装置を備えた望遠鏡は、通常、はるかに暗い、より遠い星を研究するように設計されています。ポラリスはそれらの楽器には明るすぎます。実際、それは彼らにとって盲目です。
しかし、データ研究者は信頼できるようであり、その情報を疑う明白な理由はないと、ニールソン氏は述べた。
それらの発見はニールソンとブリンを別の奇妙な説明へと導きました：おそらく、ポラリス星系の主な星はかつて2つの星であり、彼らは数百万年前に一緒に激突しました。ニールソン氏によると、このような二体衝突は星を活性化させ、余分な物質を引き込み、星が「若者の泉を通り抜けた」ように見せることができます。
二体衝突の結果として生じる星は、恒星進化モデルにきちんと適合せず、そのような出来事は、ポラリスで見つかった矛盾を説明することができます。
「これはありそうもないシナリオになるだろうが、不可能ではない」と研究者たちは書いた。
これまでのところ、完全に満足できる解決策はありません。
「ポラリスが永続的な謎であり続けているという事実を超えて重要な結論を導き出すことは困難であり、測定すればするほど理解しているように見えなくなる」とニールソンとブリンは書いた。
