Det er noe med North Star.
Folk har sett Nordstjernen i århundrer. Den lyse stjernen, også kjent som Polaris, ligger nesten rett over jordens nordpol og fungerer som et landemerke på himmelen for reisende uten kompass. Det er også jordens nærmeste cepheid, en type stjerne som pulserer regelmessig i diameter og lysstyrke. Og Polaris er en del av et binært system; det har en svakere søster, kjent som Polaris B, at vi kan se sirkle den fra Jorden.
"Når vi lærer mer, blir det imidlertid klart at vi forstår mindre" om Polaris, skrev forfatterne av en ny artikkel om den berømte stjernen.
Problemet med Polaris er at ingen kan bli enige om hvor stor eller fjern den er.
Astrofysikere har noen måter å beregne massen, alderen og avstanden til en stjerne som Polaris. En metode er en fantastisk evolusjonsmodell, sa den nye studieforfatteren Hilding R. Neilson, en astrofysiker ved University of Toronto. Forskere kan studere lysstyrken, fargen og hastigheten på pulseringen av stjernen og bruke disse dataene for å finne ut hvor stor og lys den er og hvilket livsfase det er i. Når disse detaljene er utarbeidet, sa Neilson til Live Science, er det ikke vanskelig å finne ut hvor langt unna stjernen er; det er ganske enkel matte når du vet hvor lysstjernen virkelig er og hvor svak den ser ut fra Jorden.
Disse modellene er spesielt presise for cepheider, fordi pulsenes hastighet er direkte relatert til lysstyrken eller lysstyrken. Det gjør det enkelt å beregne avstanden til noen av disse stjernene. Astronomer er så sikre på at de forstår det forholdet at cepheider har blitt kritiske verktøy for å måle avstander over hele universet.
Men det er andre måter å studere Polaris på, og disse metodene stemmer ikke overens med de fantastiske evolusjonsmodellene.
"Polaris er det vi kaller en astrometrisk binær," sa Neilson, "noe som betyr at du faktisk kan se følgesvennen din gå rundt den, liksom en sirkel som tegnes rundt Polaris. Og det tar omtrent 26 år."
Forskere har ennå ikke gjort detaljerte observasjoner av en full krets av Polaris B. Men de har sett nok av ledsagerstjernen de siste årene til å ha et ganske detaljert bilde av hvordan bane ser ut. Med denne informasjonen kan du bruke Newtons tyngdelov for å måle massene til de to stjernene, sa Neilson. Denne informasjonen, kombinert med nye "parallax" -målinger fra Hubble Space Telescope - en annen måte å beregne avstanden til stjernen - fører til veldig presise tall på Polaris masse og avstand. Disse målingene sier at det er omtrent 3,45 ganger solens masse, gi eller ta 0,75 solmasser.
Det er langt mindre enn massen du får fra stjernemessige evolusjonsmodeller, som antyder en verdi på syv ganger solens masse.
Dette stjernesystemet er rart på andre måter. Beregninger av alderen til Polaris B antyder at stjernen er mye eldre enn større søsken, noe som er uvanlig for et binært system. Vanligvis er de to stjernene omtrent på samme alder.
Neilson, sammen med Haley Blinn, en studenter og forsker ved University of Toronto, genererte et stort sett med modeller av Polaris for å se om disse modellene kunne forene alle dataene som er kjent om systemet. Det kunne de ikke.
En mulighet er at minst en av målingene her bare er feil, skrev forskerne. Polaris er en spesielt vanskelig stjerne å studere, sa Neilson. Ligger over jordens nordpol, er det utenfor synsfeltet for de fleste teleskoper. Og teleskopene som har nødvendig utstyr for nøyaktig måling av stjernens egenskaper er vanligvis designet for å studere mye svakere, fjernere stjerner. Polaris er for lys for instrumentene; faktisk er det blendende for dem.
Men dataforskerne virker pålitelige, og det er ingen åpenbar grunn til å tvile på den informasjonen, sa Neilson.
Disse funnene førte Neilson og Blinn til en annen, fremmed forklaring: Kanskje var hovedstjernen i Polaris-systemet en gang to stjerner og de smalt sammen for flere millioner år siden. En slik binær kollisjon, sa Neilson, kan forynge stjerner, trekke inn ekstra materiale og få stjernene til å se ut som de bare "gikk gjennom ungdommens fontene."
Stjerner som skyldes binære kollisjoner passer ikke pent for evolusjonsmodeller, og en slik hendelse kan forklare avviket som ble funnet hos Polaris.
"Dette ville være et usannsynlig scenario, men ikke umulig," skrev forskerne.
Så langt er ingen av løsningene helt tilfredsstillende.
"Det er utfordrende å trekke betydelige konklusjoner utover det faktum at Polaris fortsetter å være et varig mysterium, og jo mer vi måler, desto mindre ser vi ut til å forstå," skrev Neilson og Blinn.
