你真的了解北极星吗？--北极星重量与到地距离之谜

这一切持续打破着天文学家建立的恒星运行模型

在长时间曝光的图像中，所有星星好像在围绕北极星旋转，后者似乎被固定在了天空中。

北极星最近出了点事

人们观察了北极星几个世纪之久，这颗以“北极”命名的明亮星星，几乎就在地球的北极点的正上方。对于没有罗盘的旅行者来说，它就是天空中的指向标。它也是距离地球最近的造父变星，一种看上去在直径和亮度上有规律脉动的恒星。同时，北极星属于一个双星系统，也就是说它有一颗更暗的姊妹星，也即北极星B，我们可以从地球上看到它围着北极星转。

“然而，随着我们研究的深入，我们对于北极星的了解反而变少了。” 一篇关于北极星的新论文如是写道：

围绕北极星的主要问题是：没人能就它的“大小”和“与地球的距离”达成一致。事实上，天体物理学家很少能拿得出有效的方法来计算像北极星这样的恒星的密度，年龄和与地球的距离。新研究的共同作者谢尔丁·尼尔森（Hilding R. Neilson）是一位来自多伦多大学的天体物理学家，他说，其中一种方法基于恒星演化模型，研究人员研究恒星的亮度，颜色和脉动频率，并使用这些数据来确定这颗恒星的大小和亮度，以及处于哪个生命阶段。

尼尔森对《生命科学》（Live Scicence）透露，一旦敲定了这些细节，再确定这颗恒星有多远就不难了。如果我们知道这颗恒星实际上有多亮，以及在地球上看有多暗，这不过是些简单的数学计算。

此类模型特别贴合造父变星，因为这种恒星脉动频率和光度(或亮度)直接相关。这极大简化了计算过程。天文学家非常坚信上述关系，这也使得造父变星成为测量宇宙距离的一个非常重要的工具。当然，还有人用不同于恒星演化模型的方法研究北极星。

“北极星就是我们说的天测双星，”尼尔森说，“这意味着你可以实际观测到它的伴星围绕着它转，有点像在北极星周围画了个圈，这一画就是26年。”

研究人员还没有仔细观察到北极星B的整个环绕轨道。但就他们近些年对这颗伴星的研究，其轨道已经跃然纸上了。尼尔森说，通过轨道信息，我们就可以借助万有引力定律来计算这两颗恒星的质量。加之新哈勃望远镜的“视差”测量（计算到恒星距离的另一种方法），就可以非常精确地得出北极星的质量和到地距离。最终我们测得这颗恒星的质量3.45倍于太阳，误差在0.75个太阳之内。

但这比我们从恒星演化模型中得到的结果（北极星的质量约是太阳的7倍）要小多了

除此之外，这个恒星系统还有一点很奇怪。对北极星B年龄的计算表明它比它的大伴星要老很多。但这在一般的双星系统中并不常见，通常来说，双星系统中，两颗恒星的年龄应该相近。

尼尔森和一位来自多伦多大学的本科生兼研究者海莉·布林（Haley Blinn）创造了一整套宏大的北极星模型，他们想看看这个模型能否适用于该系统所有的已知数据。但遗憾的是，他们不能。如研究者者所述，至少得有一种测量方法错了。尼尔森说，北极星是一颗特别难研究的恒星。它偏居地球北极，超出了绝大多数望远镜的视野范围。同时，拥有精确测量条件的望远镜又往往只为那些更暗，更远的恒星所设计。北极星对于它们来说太亮了，简直可以说是闪瞎眼。

但尼尔森还表示，我们应充分相信数据研究人员，何况也没有明显的理由去怀疑这些信息。这使得尼尔森和布林给出了另一个解释，这个解释看上去颇为奇怪：最初，北极星的主星有两颗，但在几百万年前，它们啪地相撞，融合成了一颗恒星。尼尔森说，这样的两元相撞会使恒星恢复原有的活力，吸入额外的物质，让它像是“刚刚沐浴过'青春的喷泉’”。经过二元相撞的恒星并不是非常符合恒星演化规律，这就解释了北极星身上的种种矛盾。

研究中写道：“这种情况（指二元相撞）不常见，但也绝非不可能，”

直到现在，也没有哪一种解释能做到让人完全满意。

尼尔森和布林写道：“只要北极星仍然保守它的秘密，我们就很难得出突破性的结论。换句话说，测之愈多，知之愈少。”

BY: Rafi Letzter - Staff Writer

FY: 樊瑞酱

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