Ученые: Полярная звезда постепенно уменьшается

Для того, чтобы «взвесить» звезду, астрофизик Хильдинг Нейлсон из Боннского университета (Германия) и его коллеги взяли за основу её «пульс»: она становится чуть тусклее и ярче в течение примерно четырёхдневного цикла.

Как и все звезды, Полярная звезда состоит из газа, окутывающего сердцевину, где происходит ядерный синтез. Когда сила тяжести тащит внешний газ внутрь, у звезды появляется непрозрачный слой прямо под поверхностью, через который свет проходит с трудом. В результате яркость светила снижается. Под этим слоем излучение накапливается, подталкивая его, как водяной пар — крышку кастрюли. В конце концов, непрозрачный слой нагревается и расширяется, становясь более прозрачным. Звезда снова становится больше и ярче, пока внешние слои в очередной раз не притягиваются к ядру.

Пульсация Полярной звезды не постоянна пульсация. В 1844 году цикл был примерно на 12 минут медленнее, чем сейчас. Астроном Дэвид Тёрнер из Университета Святой Марии (Канада) и его коллеги некоторое время назад составили летопись измерений «пульса», которая заканчивалась 2004 годом. Нейлсон и его группа добавили данные за прошедшее десятилетие и показали, что пульсация Полярной звезды с каждым годом затихает примерно на 4,5 секунды.

Из этого ученые заключают, что структура звезды меняется. Если допустить, что Полярная звезда достаточно стара, чтобы приступить к «сжиганию» ядер гелия, то её пульсация уменьшается быстрее, чем предсказывает стандартная модель звёздной эволюции. Учёные объясняют этот феномен потерей массы в размере чуть меньше одной миллионной от всей звезды в год. Происходит это, согласно гипотезе, когда излучение, накопившееся под непрозрачным слоем, вырывается на свободу.

Нейлсон и его коллеги исходят из того, что слои Полярной звезды ведут себя асинхронно: когда внешние «тонут», внутренние, напротив, поднимаются. Однако, не все коллеги исследователей готовы с ними согласиться. Например, по мнению Тёрнера, светило пульсирует более простым образом: внутренние и внешние слои движутся в одном направлении. В этом случае можно предположить, что звезда находится на ранней стадии своей эволюции, то есть ещё не сжигает гелий, а лишь готовится стать красным гигантом по мере оскудения водородного топлива. Тогда изменение пульсации можно объяснить без потери массы.

Ключом к определению возраста может стать расстояние до звезды. Более сложная пульсация означает, что Полярная звезда светит ярче в абсолютном выражении, и, чтобы соответствовать наблюдаемой яркости, она должна находиться дальше, чем звезда с более простой пульсацией. Если верна гипотеза Тёрнера, то до неё не более 325 световых лет, если же прав Нейлсон — 425. Однако точных данных в пользу той или иной теории пока нет, пишет ScienceNOW.

Результаты исследования опубликованы в издании Astrophysical Journal Letters.