Полярната звезда, най-близката и най-ярката променлива звезда, променя пулсацията си

Полярната звезда, най-ярката звезда в съзвездието Малка мечка, разположена на по-малко от 1° от Северния небесен полюс, е известна на повечето хора като Полярна звезда (Поларис). Дълго време използвана за ориентация и навигация, тя изглежда с просто око като единична ярка точка, но всъщност е тройна звездна система. Системата се състои от основна звезда, жълтия свръхгигант Поларис Аа, в орбита с по-малък спътник, Поларис Аб, като двойката е в по-широка орбита с Поларис Б.

Свръхгигантът е цефеидна променлива звезда, чиято природа е потвърдена от Ейнар Херцшпрунг още през 1911 г. През по-голямата част от 20. век получените данни показват, че периодът на пулсациите се увеличава, а амплитудата на пулсациите намалява. Но в последно време ситуацията се промени: периодът на пулсациите започна да намалява, а амплитудата на изменението на скоростта спря да нараства.

Според ново изследване, публикувано от Гилермо Торес, астроном от Харвардския и Смитсоновия астрофизичен център (CfA), това поведение може да се обясни с дългосрочни промени, свързани с природата на двойната звездна система Полярна звезда Аа и Полярна звезда Аб.

Полярна звезда се променя. Защо?

Цефеидите са пулсиращи звезди, което води до промяна на техния диаметър и светимост. Тези пулсации са полезни за измерване на галактическите и извънгалактическите разстояния. Дълго време периодът на пулсациите на Полярната звезда Аа се е увеличавал с четири до пет секунди всяка година, но напоследък тази тенденция се обръща, като периодът се скъсява.

Тази промяна изненада астрономите и подчерта липсата на изследвания на звездите, подобни на Полярна звезда. За да продължи изследването, Торес анализира над 3600 измервания на радиалната скорост на системата от 1888 г. насам. Този метод включва наблюдение на спектъра на звездата, за да се открие изместването на червено-сините дължини на вълните, причинено от нейното движение.

Включвайки близо 1200 наблюдения, проведени в продължение на 60 години в обсерваторията Лик, Торес потвърждава, че в началото на 90-те години на ХХ век амплитудата на пулсациите е станала толкова малка, че изглежда, че пулсациите са на път да спрат. В края на 90-те години обаче амплитудата отново започва да се увеличава и това продължава до около 2015 г. Последните наблюдения показват, че амплитудата вече не се увеличава и може да започне отново да намалява.

Борбата между смущенията и пулсациите

Анализираните от Торес радиални скорости показват, че това поведение може да се дължи на факта, че Полярна звезда Aa обикаля около Полярна звезда Ab. Тя се приближава до нея на всеки 30 години и би могла да смущава външните слоеве на цефеидата, където се появяват пулсациите, и да променя свойствата ѝ при всяко приближаване.

Като взема това предвид, Торес успява да изведе подобрена спектроскопска орбита за двойната система на Полярна звезда Аа и Полярна звезда Аб, която астрономите се опитват да разрешат от поколения насам. Това може да даде възможност за получаване на по-точни оценки на динамичните маси на всеки от звездните спътници, които също са обект на известна неопределеност.

Ще са необходими допълнителни измервания и наблюдения, за да се потвърдят резултатите от това изследване и да се обяснят неравномерните колебания в периода и амплитудата на Полярната звезда. Въпреки това вече знаем, че Поларис (Полярната звезда) се държи по нестандартен и непредсказуем начин. И ако се потвърди, че това се дължи на наличието на двоен спътник, това може да хвърли светлина върху поведението на други пулсиращи звезди с подобни свойства.