Något är uppe med North Star.
Människor har tittat på Nordstjärnan i århundraden. Den ljusa stjärnan, även känd som Polaris, ligger nästan direkt ovanför jordens norra pol och fungerar som ett landmärke på himlen för resenärer utan kompass. Det är också jordens närmaste cepheid, en typ av stjärna som pulserar regelbundet i diameter och ljusstyrka. Och Polaris är en del av ett binärt system; det har en mörkare syster, känd som Polaris B, att vi kan titta runt den från jorden.
"Men när vi lär oss mer, blir det tydligt att vi förstår mindre" om Polaris, skrev författarna till en ny artikel om den berömda stjärnan.
Problemet med Polaris är att ingen kan komma överens om hur stor eller avlägsen den är.
Astrofysiker har några sätt att beräkna massan, åldern och avståndet för en stjärna som Polaris. En metod är en fantastisk evolutionsmodell, säger den nya studieförfattaren Hilding R. Neilson, en astrofysiker vid University of Toronto. Forskare kan studera ljusstyrkan, färgen och hastigheten på pulseringen av stjärnan och använda den informationen för att ta reda på hur stor och ljus den är och vilket livsfas det är i. När dessa detaljer har utarbetats, sa Neilson till Live Science, är det inte svårt att ta reda på hur långt borta stjärnan är; det är ganska enkelt matte när du vet hur ljus stjärnan egentligen är och hur svag den ser ut från jorden.
Dessa modeller är särskilt exakta för cepheider, eftersom deras pulsfrekvens är direkt relaterad till deras ljusstyrka eller ljusstyrka. Det gör det enkelt att beräkna avståndet till någon av dessa stjärnor. Astronomer är så säkra på att de förstår den relationen som cepheider har blivit kritiska verktyg för att mäta avstånd över hela universum.
Men det finns andra sätt att studera Polaris, och dessa metoder överensstämmer inte med de stellar evolutionsmodellerna.
"Polaris är vad vi kallar en astrometrisk binär," sa Neilson, "vilket innebär att du faktiskt kan se sin följeslagare gå runt den, på samma sätt som en cirkel som dras runt Polaris. Och det tar cirka 26 år."
Forskare har ännu inte gjort detaljerade observationer av en hel krets av Polaris B. Men de har sett tillräckligt med följeslagaren under de senaste åren för att få en ganska detaljerad bild av hur banan ser ut. Med den informationen kan du tillämpa Newtons tyngdkraftslagar för att mäta massorna av de två stjärnorna, sa Neilson. Denna information, i kombination med nya Hubble Space Telescope "parallax" -mätningar - ett annat sätt att beräkna avståndet till stjärnan - leder till mycket exakta siffror på Polaris massa och avstånd. Dessa mätningar säger att det är cirka 3,45 gånger solens massa, ge eller ta 0,75 solmassor.
Det är så mycket mindre än den massa du får från stellar evolutionsmodeller, som antyder ett värde på ungefär sju gånger solens massa.
Detta stjärnsystem är konstigt på andra sätt. Beräkningar av Polaris B: s ålder tyder på att stjärnan är mycket äldre än dess större syskon, vilket är ovanligt för ett binärt system. Vanligtvis är de två stjärnorna ungefär samma ålder.
Neilson, tillsammans med Haley Blinn, en forskarstuderande och forskare vid University of Toronto, genererade en enorm uppsättning modeller av Polaris för att se om dessa modeller kunde förena alla data som är kända om systemet. De kunde inte.
En möjlighet är att åtminstone en av mätningarna här är helt fel, skrev forskarna. Polaris är en särskilt svår stjärna att studera, sa Neilson. Beläget ovanför jordens norra pol, är det utanför synfältet för de flesta teleskop. Och teleskop som har den nödvändiga utrustningen för att exakt mäta stjärnans egenskaper är vanligtvis utformade för att studera mycket svagare, mer avlägsna stjärnor. Polaris är för ljus för dessa instrument; i själva verket är det förblindande för dem.
Men dataforskarna verkar pålitliga, och det finns ingen uppenbar anledning att tvivla på den informationen, sa Neilson.
Dessa fynd ledde Neilson och Blinn till en annan, främling förklaring: Kanske var huvudstjärnan i Polaris-systemet en gång två stjärnor och de smällde samman för flera miljoner år sedan. En sådan binär kollision, sa Neilson, kan föryngra stjärnor, dra in extra material och få stjärnorna att se ut som om de bara "gick genom ungdomens fontän."
Stjärnor som härrör från binära kollisioner passar inte snyggt med stellar-evolutionsmodeller, och en sådan händelse kan förklara skillnaden i Polaris.
"Detta skulle vara ett osannolikt scenario, men inte omöjligt", skrev forskarna.
Hittills är ingen av lösningarna helt tillfredsställande.
"Det är utmanande att dra betydande slutsatser utöver det faktum att Polaris fortsätter att vara ett bestående mysterium, och ju mer vi mäter desto mindre verkar vi förstå," skrev Neilson och Blinn.
