Астрономы: с Полярной звездой что-то не так

Астрономы не могут понять, сколько весит Полярная звезда и сколько ей лет. Одно из самых примечательных светил на земном небе словно играет с человечеством: чем больше мы о нём узнаём, тем меньше понимаем. Именно такой вывод сделан в препринте научной статьи, опубликованном на сайте arXiv.org.

Полярная звезда тысячелетиями указывает человечеству путь на север. Но примечательна она не только этим.

То, что невооружённым глазом видится как одиночное светило, представляет собой систему из трёх звёзд. Полярная А — это сверхгигант со светимостью почти в полторы тысячи солнц. У неё есть довольно далёкий спутник Полярная B и крошечный близкий компаньон Полярная Ab.

Полярная A — ближайшая к нам цефеида. Это особый класс пульсирующих светил, для которых характерна чёткая зависимость между периодом пульсаций и светимостью. Вычислив же последнюю и сопоставив её с видимым блеском звезды, можно узнать расстояние до светила. Поскольку цефеиды видны на огромных даже по космическим меркам дистанциях, они служат одной из «мерных линеек», которыми астрономы измеряют Вселенную.

Тем временем ближайшая к Земле цефеида остаётся загадкой для учёных. Авторы новой статьи свели в единое целое результаты многочисленных наблюдений и компьютерных моделирований в надежде разрешить противоречия, но сделать этого так и не удалось.

Любопытно, что оба вопроса, которые вызывают у астрономов наибольшие трудности, были из тех, которые неприлично задавать даме: сколько она весит и сколько ей лет. Но астрономы, увы, не галантны и хотят знать абсолютно всё.

Красавица на весах

Первое затруднение касается массы светила. Один из способов её рассчитать — воспользоваться, казалось бы, хорошо проверенными моделями строения цефеид. Эти вычисления показывают, что Полярная A примерно в семь раз тяжелее Солнца.

С другой стороны, к услугам астрономов её спутник — Полярная B. Он делает полный оборот вокруг своего партнёра примерно за 26 земных лет. Определив параметры его орбиты, можно вычислить массу Полярной А. Беда в том, что получается совсем другое значение: 3,45 0,75 массы Солнца. И учёные пока не знают, как разрешить это противоречие.

Женщине столько лет, на сколько она выглядит?

Другая тайна связана с возрастом Полярной А и Полярной В. Возраст звезды можно узнать, опираясь на её спектр, светимость и общепринятые теоретические модели. И оказывается, что Полярная B намного старше, чем её более массивная «подруга».

Это очень странно. Звёзды образуют двойную систему именно потому, что формируются из одного и того же протозвёздного облака. Следовательно, они должны быть ровесницами.

Как же объяснить, что светила разного возраста образовали двойную систему? Неужели Полярная А некогда захватила в гравитационный плен пролетавшую мимо звезду? Такое событие почти невозможно. Две звезды редко подходят друг к другу настолько близко. А ведь для гравитационного захвата нужна ещё и третья, иначе потенциальная пленница просто облетит «захватчика» и скроется в космических далях.

Двух зайцев одним выстрелом

Любопытно, что ответ на оба вопроса может быть одним и тем же. И есть даже два варианта такого ответа: ошибка исследователей или необычная история Полярной.

Это светило довольно трудно изучать. Как отмечается в материале LiveScience, большинство телескопов рассчитаны на гораздо более тусклые объекты, чем светило второй звёздной величины. Полярная для них просто ослепительно яркая. С другой стороны, человечество успешно изучает и значительно более яркие звёзды.

Кроме того, в силу своего положения на небе Полярная находится вне поля зрения большинства инструментов. Но это отнюдь не значит, что её никогда не наблюдали. Уже то, что массу светила определили двумя способами, говорит о разнообразии наблюдательных данных.

Разумеется, речь может идти не о качестве данных, а об ошибке в их интерпретации. Человеку, как известно, свойственно ошибаться. Однако есть и более интригующая версия.

Авторы нового исследования считают, что ещё несколько миллионов лет назад в системе было не три, а четыре звезды. Потом две из них столкнулись, образовав нынешнюю Полярную А. Светила, образовавшиеся в результате таких столкновений, не укладываются в классические модели эволюции звёзд. Поэтому эти теории не могут правильно указать ни массу, ни возраст светила.

Впрочем, такой катаклизм крайне маловероятен, так что и это объяснение трудно счесть убедительным, во всяком случае, без дополнительных данных. Звезда севера всё ещё хранит свои тайны.

К слову, ранее «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) писали о том, как в результате столкновения двух мёртвых звёзд образовалась живая.