Die Langzeitbelichtung zeigt die Sternenbewegungen rund um Polaris

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Science
03/13/2020

Irgendwas stimmt nicht mit dem Nordstern

Neue Messungen lassen Forscher über Polaris rätseln. Sie werfen grundlegende Fragen auf, anstatt sie zu beantworten.

Polaris ist auch bekannt als Polarstern oder Nordstern. Der helle Fixstern ist nahe dem Nordpol und dient so Menschen seit Tausenden Jahren zur Orientierung und Navigation.

Für Forscher ist an diesem Stern aber so Einiges nicht fix. Eine aktuelle Studie stellt grundlegende Informationen in Frage, die wir bisher über Polaris hatten, berichtet Space.com.

Modell zur Berechnung der Größe

Forscher nutzen üblicherweise das „Stellar Evolution“-Modell, um Masse, Alter und Entfernung eines Sterns zu bestimmen. Als Basis dazu dienen Beobachtungen der Helligkeit, Farbe und des Pulsierens eines Sterns.

Der Nordstern gehört zur Gruppe der Cepheiden. Bei diesen ist das Pulsieren streng periodisch, weshalb sie für die Astronomen ein wichtiger Anhaltepunkt sind. Die Stellar Evolution-Methode gilt als besonders zuverlässig für Cepheiden. Demnach hat Polaris etwa 7 Mal die Masse unserer Sonne.

Nur halb so groß

Laut der aktuellen Studie ist Polaris aber nur etwa halb so groß. Demnach hat er 3,45 Sonnenmassen, mit einer Schwankungsbreite von 0,75.

Die Forscher sind auf diesen Wert gekommen, indem sie Polaris B angeschaut haben. Denn Polaris ist ein binäres System. Rund um den Nordstern kreist der kleinere Stern Polaris B. Eine Umrundung dauert etwa 26 Jahre.

Anhand des Orbits haben die Wissenschafter das Gravitationsgesetz von Newton angewandt. Zusammen mit den Messungen von Hubble ist man so auf den Wert von 3,45 Sonnenmassen gekommen.

Noch mehr Rätsel

Der Nordstern hat aber noch weitere, seltsame Eigenschaften. Laut den neuen Berechnungen ist Polaris B viel älter als Polaris. Üblicherweise sind bei binären Systemen die Sterne in etwa gleich alt. Forscher haben daraufhin diese Altersbrechnung in verschiedene Modelle einfließen lassen. Keines der Modelle hat den Altersunterschied mit den bisherigen Daten in Verbindung bringen können.

Eine Möglichkeit sei, dass irgendeine Messung falsch ist. Gerade die Position und Helligkeit machen nämlich eine Beobachtung schwierig. Wegen der fixen Stellung über dem Nordpol ist er außerhalb des Sichtfelds vieler Teleskope. Und die Teleskope, die die nötige Ausstattung zum präzisen Messen von Sternen haben, sind für Himmelskörper ausgelegt, die viel weiter weg sind als Polaris. Der Nordstern ist zu hell für diese Instrumente, er blendet sie.

Die Forscher vermuten aber, dass die bisherigen Daten korrekt sind. Es gebe nämlich keinen offensichtlichen Grund daran zu zweifeln. Daher haben sie eine andere, mögliche Erklärung.

Sternen-Kollision

Polaris könnte früher ein einzelner Stern gewesen sein. Durch eine Kollision mit einem anderen Stern vor ein paar Millionen Jahren sind die beiden verschmolzen. So eine Kollision kann zusätzlich Material anziehen. In der Beobachtung sieht es dann so aus, als wäre der Stern gerade „in der Blüte seiner Jugend“, so die Forscher.

Solche Ereignisse passen nicht in das Stellar-Evolution-Modell. Das könnte die Ungereimten erklären, auf die die Forscher gestoßen sind. Laut ihnen sei das zwar ein unwahrscheinliches, aber nicht unmögliches Szenario.

Für die Forscher ist das alles andere als befriedigend. In ihrer Studie ziehen sie den Schluss: „Polaris bleibt ein Mysterium. Je mehr wir den Stern messen, desto weniger scheinen wir ihn zu verstehen.“