Quelque chose se passe avec le North Star.
Les gens regardent l'étoile polaire depuis des siècles. L'étoile brillante, également connue sous le nom de Polaris, est presque directement au-dessus du pôle Nord de la Terre et sert de point de repère dans le ciel pour les voyageurs sans boussole. C'est aussi le céphéide le plus proche de la Terre, un type d'étoile qui vibre régulièrement en diamètre et en luminosité. Et Polaris fait partie d'un système binaire; il y a une sœur plus faible, connue sous le nom de Polaris B, que nous pouvons regarder le faire tourner autour de la Terre.
"Cependant, à mesure que nous en apprenons davantage, il devient clair que nous comprenons moins" à propos de Polaris, ont écrit les auteurs d'un nouvel article sur la célèbre star.
Le problème avec Polaris est que personne ne peut s'entendre sur sa taille ou sa distance.
Les astrophysiciens ont plusieurs façons de calculer la masse, l'âge et la distance d'une étoile comme Polaris. L'une des méthodes est un modèle d'évolution stellaire, a déclaré la co-auteure de la nouvelle étude Hilding R. Neilson, astrophysicienne à l'Université de Toronto. Les chercheurs peuvent étudier la luminosité, la couleur et le taux de pulsation de l'étoile et utiliser ces données pour déterminer sa taille et sa luminosité et son stade de vie. Une fois ces détails établis, Neilson a déclaré à Live Science, ce n'est pas difficile pour savoir à quelle distance est l'étoile; c'est un calcul assez simple une fois que vous savez à quel point l'étoile est vraiment brillante et à quel point elle a l'air sombre de la Terre.
Ces modèles sont particulièrement précis pour les céphéides, car leur taux de pulsation est directement lié à leur luminosité, ou luminosité. Cela permet de calculer facilement la distance à l'une de ces étoiles. Les astronomes sont tellement sûrs de comprendre cette relation que les céphéides sont devenues des outils essentiels pour mesurer les distances dans tout l'univers.
Mais il existe d'autres façons d'étudier Polaris, et ces méthodes ne correspondent pas aux modèles d'évolution stellaire.
"Polaris est ce que nous appelons un binaire astrométrique", a déclaré Neilson, "ce qui signifie que vous pouvez réellement voir son compagnon le contourner, un peu comme un cercle dessiné autour de Polaris. Et cela prend environ 26 ans."
Les chercheurs n'ont pas encore fait d'observations détaillées d'un circuit complet par Polaris B. Mais ils ont vu suffisamment d'étoiles compagnes ces dernières années pour avoir une image assez détaillée de ce à quoi ressemble l'orbite. Avec ces informations, vous pouvez appliquer les lois de la gravité de Newton pour mesurer les masses des deux étoiles, a déclaré Neilson. Ces informations, combinées aux nouvelles mesures de "parallaxe" du télescope spatial Hubble - une autre façon de calculer la distance à l'étoile - conduisent à des chiffres très précis sur la masse et la distance de Polaris. Ces mesures indiquent que c'est environ 3,45 fois la masse du soleil, donne ou prend 0,75 masse solaire.
C'est bien moins que la masse que vous obtenez des modèles d'évolution stellaire, qui suggèrent une valeur d'environ sept fois la masse du soleil.
Ce système stellaire est étrange à d'autres égards. Les calculs de l'âge de Polaris B suggèrent que l'étoile est beaucoup plus âgée que son grand frère, ce qui est inhabituel pour un système binaire. En règle générale, les deux étoiles ont à peu près le même âge.
Neilson, en collaboration avec Haley Blinn, étudiante de premier cycle et chercheur à l'Université de Toronto, a généré un vaste ensemble de modèles de Polaris pour voir si ces modèles pouvaient concilier toutes les données connues sur le système. Ils ne pouvaient pas.
Une possibilité est qu'au moins une des mesures ici soit juste fausse, ont écrit les chercheurs. Polaris est une star particulièrement difficile à étudier, a déclaré Neilson. Situé au-dessus du pôle Nord de la Terre, il est en dehors du champ de vision de la plupart des télescopes. Et les télescopes qui ont l'équipement nécessaire pour mesurer avec précision les propriétés de l'étoile sont généralement conçus pour étudier des étoiles beaucoup plus faibles et plus éloignées. Polaris est trop brillant pour ces instruments; en fait, c'est aveuglant pour eux.
Mais les données des chercheurs semblent fiables, et il n'y a aucune raison évidente de douter de ces informations, a déclaré Neilson.
Ces découvertes ont conduit Neilson et Blinn à une autre explication plus étrange: peut-être que l'étoile principale du système Polaris était autrefois deux étoiles et elles se sont claquées ensemble il y a plusieurs millions d'années. Une telle collision binaire, a déclaré Neilson, peut rajeunir les étoiles, attirant du matériel supplémentaire et donnant l'impression que les étoiles «ont traversé la fontaine de jouvence».
Les étoiles qui résultent de collisions binaires ne correspondent pas parfaitement aux modèles d'évolution stellaire, et un tel événement pourrait expliquer la différence constatée avec Polaris.
"Ce serait un scénario improbable, mais pas impossible", ont écrit les chercheurs.
Jusqu'à présent, aucune des solutions n'est totalement satisfaisante.
"Il est difficile de tirer des conclusions importantes au-delà du fait que Polaris continue d'être un mystère durable, et plus nous mesurons, moins nous semblons comprendre", ont écrit Neilson et Blinn.
