Một cái gì đó lên với Sao Bắc Đẩu.
Mọi người đã xem Sao Bắc Đẩu trong nhiều thế kỷ. Ngôi sao sáng, còn được gọi là Polaris, gần như trực tiếp trên Bắc Cực của Trái đất và đóng vai trò là một điểm mốc trên bầu trời cho những người du lịch không có la bàn. Đó cũng là cepheid gần nhất của Trái đất, một loại sao thường xuyên có đường kính và độ sáng. Và Polaris là một phần của hệ thống nhị phân; nó có một người chị mờ hơn, được gọi là Polaris B, mà chúng ta có thể xem vòng quanh nó từ Trái đất.
"Tuy nhiên, khi chúng ta tìm hiểu thêm, rõ ràng là chúng ta hiểu ít hơn" về Polaris, đã viết các tác giả của một bài báo mới về ngôi sao nổi tiếng.
Vấn đề với Polaris là không ai có thể đồng ý về việc nó lớn hay xa như thế nào.
Các nhà vật lý thiên văn có một vài cách để tính khối lượng, tuổi và khoảng cách của một ngôi sao như Polaris. Một phương pháp là một mô hình tiến hóa xuất sắc, đồng tác giả nghiên cứu mới Hishing R. Neilson, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Toronto cho biết. Các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu độ sáng, màu sắc và tốc độ xung của ngôi sao và sử dụng dữ liệu đó để tìm ra mức độ lớn và sáng của nó và giai đoạn của sự sống. Một khi những chi tiết đó được giải quyết, Neilson nói với Live Science, không khó để tìm ra cách xa ngôi sao; toán học khá đơn giản một khi bạn biết ngôi sao thực sự sáng như thế nào và nó trông như thế nào từ Trái đất.
Những mô hình này đặc biệt chính xác đối với cepheids, vì tốc độ xung của chúng liên quan trực tiếp đến độ sáng hoặc độ sáng của chúng. Điều đó giúp bạn dễ dàng tính toán khoảng cách đến bất kỳ ngôi sao nào trong số này. Các nhà thiên văn học rất chắc chắn rằng họ hiểu rằng mối quan hệ mà cepheids đã trở thành công cụ quan trọng để đo khoảng cách trên toàn vũ trụ.
Nhưng có nhiều cách khác để nghiên cứu Polaris và những phương pháp đó không phù hợp với mô hình tiến hóa của sao.
"Polaris là cái mà chúng ta gọi là nhị phân thiên văn", Neilson nói, "có nghĩa là bạn thực sự có thể thấy người bạn đồng hành của nó đi xung quanh nó, giống như một vòng tròn được vẽ xung quanh Polaris. Và mất khoảng 26 năm."
Các nhà nghiên cứu chưa thực hiện các quan sát chi tiết về một mạch đầy đủ của Polaris B. Nhưng họ đã thấy đủ ngôi sao đồng hành trong những năm gần đây để có một bức tranh khá chi tiết về quỹ đạo trông như thế nào. Với thông tin đó, bạn có thể áp dụng định luật hấp dẫn của Newton để đo khối lượng của hai ngôi sao, Neilson nói. Thông tin đó, kết hợp với các phép đo "thị sai" của Kính viễn vọng Không gian Hubble mới - một cách khác để tính khoảng cách đến ngôi sao - dẫn đến những con số rất chính xác về khối lượng và khoảng cách của Polaris. Các phép đo này cho biết nó gấp khoảng 3,45 lần khối lượng mặt trời, cho hoặc lấy 0,75 khối lượng mặt trời.
Đó là ít hơn khối lượng bạn nhận được từ các mô hình tiến hóa sao, cho thấy giá trị gấp khoảng bảy lần khối lượng mặt trời.
Hệ thống sao này là lạ theo những cách khác. Các tính toán về tuổi của Polaris B cho thấy ngôi sao này già hơn nhiều so với anh chị lớn hơn của nó, điều này không bình thường đối với hệ thống nhị phân. Thông thường, hai ngôi sao bằng tuổi nhau.
Neilson, cùng với Haley Blinn, một sinh viên đại học và nhà nghiên cứu tại Đại học Toronto, đã tạo ra một bộ mô hình Polaris khổng lồ để xem liệu những mô hình đó có thể dung hòa được tất cả dữ liệu đã biết về hệ thống hay không. Họ không thể.
Một khả năng là ít nhất một trong các phép đo ở đây là sai, các nhà nghiên cứu viết. Polaris là một ngôi sao đặc biệt khó học, Neilson nói. Nằm phía trên Bắc Cực của Trái đất, nó nằm ngoài tầm nhìn của hầu hết các kính viễn vọng. Và các kính viễn vọng có các thiết bị cần thiết để đo chính xác các đặc tính của ngôi sao thường được thiết kế để nghiên cứu nhiều ngôi sao xa hơn, xa hơn. Polaris quá sáng đối với những nhạc cụ đó; Thực tế, nó làm chói mắt họ.
Nhưng các nhà nghiên cứu dữ liệu có vẻ đáng tin cậy và không có lý do rõ ràng để nghi ngờ thông tin đó, Neilson nói.
Những phát hiện này đã đưa Neilson và Blinn đến một lời giải thích khác, lạ lùng: Có lẽ ngôi sao chính của hệ thống Polaris đã từng là hai ngôi sao và họ đã đâm sầm vào nhau vài triệu năm trước. Một vụ va chạm nhị phân như vậy, Neilson nói, có thể làm trẻ hóa các ngôi sao, kéo thêm vật liệu và khiến các ngôi sao trông giống như chúng vừa "đi qua đài phun nước của tuổi trẻ".
Các ngôi sao do va chạm nhị phân không phù hợp với các mô hình tiến hóa sao và sự kiện như vậy có thể giải thích sự khác biệt được tìm thấy với Polaris.
"Đây sẽ là một kịch bản không thể xảy ra, nhưng không phải là không thể", các nhà nghiên cứu viết.
Cho đến nay, không có giải pháp nào là hoàn toàn thỏa mãn.
"Thật khó để đưa ra kết luận quan trọng ngoài thực tế rằng Polaris tiếp tục là một bí ẩn lâu dài, và chúng ta càng đo lường thì chúng ta dường như càng không hiểu", Neilson và Blinn viết.
