Полярная звезда, самая яркая звезда созвездия Малая Медведица, расположенная менее чем в 1° от Северного небесного полюса, известна большинству как Полярная звезда. Давно используемая для ориентации и навигации, невооруженным глазом она выглядит как одиночная яркая точка, но в действительности представляет собой тройную звездную систему. Система состоит из главной звезды — желтого сверхгиганта Полярной звезды Aa, находящейся на орбите с меньшим спутником — Полярной звездой Ab; эта пара находится на более широкой орбите с Полярной звездой B.
Сверхгигант является цефеидной переменной звездой, природа которой была подтверждена Эжнаром Герцшпрунгом в 1911 году. На протяжении большей части XX века данные свидетельствовали о том, что период пульсаций увеличивался, а амплитуда пульсаций уменьшалась. Однако в последнее время ситуация изменилась: период пульсаций стал сокращаться, а амплитуда изменения скорости перестала увеличиваться.
Согласно новому исследованию, опубликованному Гильермо Торресом, астрономом из Гарвардского и Смитсоновского астрофизических центров (CfA), такое поведение может быть объяснено долгосрочными изменениями, связанными с природой бинарной звездной системы Полярная звезда Aa и Полярная звезда Ab.
Полярная звезда меняется. Почему?
Цефеиды — пульсирующие звезды, что приводит к изменению их диаметра и светимости. Эти пульсации полезны для измерения галактических и внегалактических расстояний. В течение длительного времени период пульсаций Полярной звезды Aa увеличивался на четыре-пять секунд каждый год, но в последнее время эта тенденция изменилась на противоположную, сократив период.
Это изменение удивило астрономов и подчеркнуло недостаточную изученность звезд, похожих на Полярную звезду. Для дальнейшего исследования Торрес проанализировал более 3600 измерений радиальной скорости системы, начиная с 1888 года. Этот метод предполагает наблюдение спектров звезды с целью обнаружения красно-синего смещения длины волны, вызванного ее движением.
Включив почти 1200 наблюдений, выполненных за 60 лет в Ликской обсерватории, Торрес подтвердил, что к началу 1990-х годов амплитуда пульсаций стала настолько мала, что казалось, что пульсации вот-вот прекратятся. Однако в конце 1990-х годов амплитуда вновь начала расти, и так продолжалось примерно до 2015 года. Последние наблюдения показывают, что амплитуда больше не увеличивается и может снова начать уменьшаться.
Борьба между возмущениями и пульсациями
Лучевые скорости, проанализированные Торресом, показывают, что такое поведение может быть связано с тем, что Полярная звезда Aa вращается вокруг Полярной звезды Ab. Она приближается к ней каждые 30 лет и может возмущать внешние слои Цефеиды, в которых происходят пульсации, и изменять ее свойства при каждом сближении.
Приняв это во внимание, Торрес смог вывести улучшенную спектроскопическую орбиту для бинарной системы Полярной звезды Aa и Полярной звезды Ab, которую астрономы пытаются решить уже несколько поколений. Это может позволить получить более точные оценки динамических масс каждого звездного компаньона, которые также подвержены неопределенности.
Для подтверждения результатов данного исследования и объяснения нерегулярных колебаний периода и амплитуды Полярной звезды потребуются дальнейшие измерения и наблюдения. Однако сейчас мы знаем, что Полярная звезда ведет себя нерегулярно и непредсказуемо. И если будет подтверждено, что это связано с наличием бинарного компаньона, то это может пролить свет на поведение других пульсирующих звезд с аналогичными свойствами.
С исследованием можно ознакомиться .