شيء ما متعلق بنجمة الشمال.
لقد راقب الناس نجم الشمال لقرون. النجم الساطع ، المعروف أيضًا باسم Polaris ، أعلى مباشرة من القطب الشمالي للأرض ويعمل كمعلم في السماء للمسافرين بدون بوصلة. وهو أيضًا أقرب cepheid للأرض ، وهو نوع من النجوم ينبض بانتظام في القطر والسطوع. والبولاريس جزء من نظام ثنائي. لديها أخت باهتة ، تعرف باسم Polaris B ، يمكننا أن نشاهدها تدور حول الأرض.
كتب مؤلفو ورقة جديدة عن النجم الشهير: "ومع ذلك ، عندما نتعلم المزيد ، أصبح من الواضح أننا نفهم القليل" عن Polaris.
المشكلة مع Polaris هي أنه لا يمكن لأحد أن يتفق على حجمها أو بعدها.
يمتلك علماء الفيزياء الفلكية عدة طرق لحساب كتلة وعمر ومسافة نجم مثل بولاريس. وقالت هيلدنج آر نيلسون ، أستاذة الفيزياء الفلكية بجامعة تورنتو ، إن إحدى الطرق هي نموذج التطور النجمي. يمكن للباحثين دراسة سطوع النجم ولونه ومعدل نبضه واستخدام هذه البيانات لمعرفة حجمه ومشرقه ومرحلة الحياة فيه. وبمجرد الانتهاء من هذه التفاصيل ، قال نيلسون لـ Live Science ، إنه ليس من الصعب لمعرفة مدى بُعد النجم ؛ إنها عملية حسابية بسيطة إلى حد ما بمجرد معرفة مدى سطوع النجم حقًا ومدى قوته من الأرض.
هذه النماذج دقيقة بشكل خاص للشفاهيات ، لأن معدل نبضها يرتبط مباشرة بإشراقها أو سطوعها. وهذا يجعل من السهل حساب المسافة لأي من هذه النجوم. الفلكيون على يقين من أنهم يفهمون أن العلاقة التي أصبحت بها cepheids أدوات حاسمة لقياس المسافات في جميع أنحاء الكون.
ولكن هناك طرق أخرى لدراسة Polaris ، وهذه الأساليب لا تتوافق مع نماذج التطور النجمية.
قال نيلسون: "بولاريس هو ما نسميه ثنائي علم الفلك" ، مما يعني أنه يمكنك بالفعل رؤية رفيقه يدور حوله ، نوعًا ما مثل دائرة يتم رسمها حول بولاريس. ويستغرق ذلك حوالي 26 عامًا.
لم يقم الباحثون حتى الآن بملاحظات تفصيلية عن دائرة كاملة بواسطة Polaris B. لكنهم رأوا ما يكفي من النجم المرافق في السنوات الأخيرة للحصول على صورة مفصلة جدًا لما يبدو عليه المدار. وقال نيلسون إنه باستخدام هذه المعلومات ، يمكنك تطبيق قوانين الجاذبية لنيوتن لقياس كتل النجمين. هذه المعلومات ، مقترنة بقياسات "المنظر" لتلسكوب هابل الفضائي الجديد - طريقة أخرى لحساب المسافة إلى النجم - تؤدي إلى أرقام دقيقة للغاية حول كتلة ومسافة بولاريس. تقول هذه القياسات أنها تبلغ حوالي 3.45 أضعاف كتلة الشمس ، تعطي أو تأخذ 0.75 كتل شمسية.
هذه أقل بكثير من الكتلة التي تحصل عليها من نماذج التطور النجمية ، والتي تشير إلى قيمة تبلغ حوالي سبعة أضعاف كتلة الشمس.
نظام النجوم هذا غريب بطرق أخرى. تشير حسابات عمر Polaris B إلى أن النجم أقدم بكثير من أخيه الأكبر ، وهو أمر غير معتاد بالنسبة لنظام ثنائي. عادة ، يكون النجمان في نفس العمر تقريبًا.
أنتج نيلسون ، مع هالي بلين ، وهي طالبة جامعية وباحثة في جامعة تورنتو ، مجموعة ضخمة من نماذج بولاريس لمعرفة ما إذا كانت هذه النماذج يمكنها التوفيق بين جميع البيانات المعروفة عن النظام. لم يستطيعوا.
وكتب الباحثون أن أحد الاحتمالات هو أن أحد القياسات على الأقل هنا خطأ فقط. قال نيلسون إن بولاريس نجم يصعب دراسته بشكل خاص. يقع فوق القطب الشمالي للأرض ، وهو خارج مجال رؤية معظم التلسكوبات. وعادة ما يتم تصميم التلسكوبات التي تحتوي على المعدات اللازمة لقياس خصائص النجم بدقة لدراسة نجوم أكثر خفوتًا وبُعدًا. Polaris مشرقة جدًا بالنسبة لتلك الأدوات ؛ في الواقع ، إنها تعمى لهم.
لكن نيلسون قال إن الباحثين عن البيانات بدوا جديرين بالثقة ، ولا يوجد سبب واضح للشك في تلك المعلومات.
قادت هذه النتائج نيلسون وبلين إلى تفسير آخر أكثر غرابة: ربما كان النجم الرئيسي لنظام بولاريس نجمين ذات مرة ، وقد اجتمعا معًا قبل عدة ملايين من السنين. وقال نيلسون إن مثل هذا الاصطدام الثنائي يمكن أن يجدد النجوم ، ويسحب مواد إضافية ويجعل النجوم تبدو وكأنها "مرت عبر ينبوع الشباب".
النجوم التي تنتج عن التصادمات الثنائية لا تتناسب تمامًا مع نماذج التطور النجمية ، ويمكن لمثل هذا الحدث أن يفسر التناقض الموجود مع Polaris.
وكتب الباحثون "قد يكون هذا سيناريو غير محتمل ولكنه ليس مستحيلاً".
حتى الآن ، لا يوجد حل مرضٍ بالكامل.
كتب نيلسون وبلين: "من الصعب استخلاص استنتاجات مهمة تتجاوز حقيقة أن بولاريس لا يزال لغزا مستمرا ، وكلما قمنا بقياس كلما قل أننا نفهمه".
