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北极星的质量、年龄和物理条件产生周期振荡，周期与恒星的固有光度成正比。 1908年，亨利埃塔莱维特在哈佛大学发现并校准了造父变星(Cepheid)变量的这一极其有用的性质，使它们能够被用作宇宙距离校准器。通过比较从周期(很容易测量)确定的固有亮度与测量亮度、周期亮度关系，原则上可以得到精确的距离。离我们越来越远的附近星系的造父变星为星系之间著名的距离-速度关系提供了基础，这一关系支撑着宇宙膨胀模型(“大爆炸”模型)。造父变星非常重要，它们已经成为测试我们对恒星演化理解的基准。 北极星不仅是早期航海家的灯塔，也是距离地球最近的造父变星(445.5光年远)，也是一个研究热点。它是一个三重系统的一员，它的发展的一个困惑是它的伴星对它的进化的影响程度。我们肉眼能看到的恒星是北极星Aa，它有一个近距离的伴星——北极星Ab，绕北极星Aa旋转周期为29.59年；第三颗恒星，北极星B，围绕着这两颗恒星运行，但距离是它的100倍。附近的另外两颗恒星，北极星C和D，也可能是微弱的伴星。 一个科学团队从2005年开始用哈勃太空望远镜观测北极星。在他们的图像中，他们能够分辨出Aa和Ab两颗恒星，并跟踪它们在轨道上不同的明显分离；这两颗行星最近在各自的椭圆轨道上分离的距离只有12个天文单位(大约是土星离太阳的距离)。他们现在已经将盖亚任务最新公布的数据纳入了他们的研究结果。盖亚任务是一艘航天器，它以新的精度测量了超过10亿颗恒星的距离。到北极星的距离(上面提到的距离是来自盖亚)解决了一个长期存在的不确定性，早期的观测者发现这个距离在326光年到522光年之间。新的可靠距离还固定了固有光度，从而使北极星的周期光度关系得到更细致的校准。 这种情况并不是天文学家先前所想的。北极星的质量（3.45个太阳质量，不确定度约22%）明显低于传统造父变星模型的预测（一个数值接近7个太阳质量）。也有证据表明，北极星Aa经历了一些质量损失，它的年龄比模型中预期的要稍老一些，而且(至少)由于之前的合并事件导致的三重系统的演变可能非常复杂。虽然这些关键问题并没有戏剧性地改变造父变星的一般结论，但它们确实表明，进一步改善我们对造父变星的了解将对更精确和更明确的周期光度关系至关重要；跟踪轨道更长时间会有所帮助。 关注《未来科技社》，一起眺望未来！ |
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