Полярная звезда начала вести себя очень странно

Полярная звезда – это не только самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы, но и ее положение относительно северного полюса мира (на расстоянии менее 1°) делает ее полезной для ориентирования и навигации. Со времен современной астрономии ученые поняли, что звезда представляет собой двойную систему, состоящую из желтого сверхгиганта F-типа (Полярная Аа) и меньшего желтого карлика главной последовательности (Полярис B). Дальнейшие наблюдения показали, что Полярная звезда Аа — это классическая переменная цефеид, звездного класса, которая регулярно пульсирует.

Записи показывают, что на протяжении большей части 20-го века период пульсации увеличивался, а амплитуда пульсаций уменьшалась. Но недавно ситуация изменилась: период пульсаций стал сокращаться, а амплитуда изменений скорости перестала увеличиваться. Согласно новому исследованию Гильермо Торреса, астронома Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики (CfA), такое поведение можно объяснить долгосрочными изменениями, связанными с бинарной природой системы, когда две звезды сближаются друг с другом. 

Переменные цефеиды — это звезды, которые пульсируют радиально, заставляя их различаться по диаметру и температуре. Эти пульсации напрямую связаны с изменениями их яркости, что делает их полезным инструментом для измерения галактических и внегалактических расстояний. Переменная природа Полярной звезды была подтверждена в 1911 году датским астрономом Эйнаром Герцшпрунга, в честь которого частично названа диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Наблюдения, проводившиеся на протяжении 20-го века, показали, что Полярная звезда имеет постоянный период пульса, составляющий около четырех дней, который с каждым годом неуклонно увеличивается.

Как объяснил Торрес, в последнее время ситуация начала меняться, это заставило многих астрономов задаться вопросом, что движет пульсациями Полярной звезды. «На протяжении более 150 лет и примерно до 2010 года этот период увеличивался примерно на 4–5 секунд каждый год», — сказал он. «Современные наблюдения показали, что сейчас эта тенденция изменилась, и период пульсации становится короче. Это неожиданное изменение, показывающее, что мы еще многого не понимаем о Полярной звезде и других подобных ей звездах».

Чтобы узнать больше о периоде пульсации Полярной звезды, Торрес обратился к измерениям лучевой скорости (RV), начиная с 1888 года. Этот метод состоит в измерении спектров далекой звезды и поиске красного и синего смещения, которые указывают на то, что звезда движется вперед и назад. (этот метод также дает точные оценки его скорости). Выборка Торреса включала более 3600 измерений RV, включая почти 1200 спектроскопических наблюдений, проведенных Ликской обсерваторией за более чем 60 лет.

Это позволило Торресу проследить эволюцию пульсационных свойств Полярной звезды, которая показала, как часто возникают импульсы, а также их амплитуду. 

«В начале 1990-х годов амплитуда стала настолько маленькой, что казалось, что пульсации вот-вот прекратятся. Однако Полярная звезда решила иначе, и к концу 1990-х годов амплитуда снова начала увеличиваться, что продолжалось примерно до 2015 года. Самые последние наблюдения показывают, что амплитуда больше не увеличивается и может снова начать снижаться. Кроме того, спутники показали, что такое поведение может быть связано с тем фактом, что вокруг Полярной звезды вращается другая звезда, которая приближается к ней каждые 30 лет и может возмущать внешние слои цефеиды, где происходят пульсации», - сказал Торрес.

Короче говоря, изменения в периоде пульсации Полярной звезды могут быть результатом того, что ее спутник беспокоит ее всякий раз, когда они приближаются друг к другу. Приняв это во внимание, Торрес смог вывести улучшенную спектроскопическую орбиту двойной системы, которую астрономы пытались решить на протяжении нескольких поколений. Это также могло бы привести к более точным оценкам динамических масс каждого звездного компаньона, которые также были подвержены неопределенности. 

«Теперь мы знаем, что Полярис ведет себя нерегулярно и непредсказуемо. Если подтвердится, что это связано с присутствием ее спутника, это может пролить свет на поведение других пульсирующих звезд с похожими свойствами и помочь нам понять природу колебаний. Поэтому важно следить за этим, поскольку оно все еще может преподнести нам сюрпризы», - резюмировал он.