Καλλιτεχνική απόδοση ενός μεγάλου άστρου που «τρέφεται» από ένα μικρότερο |
Για να δοθεί απάντηση στο αίνιγμα, αρχικά πρέπει κανείς να αντιληφθεί ότι ο Πολικός Αστέρας είναι στην πραγματικότητα τριπλός αστέρας, δηλαδή σύστημα τριών άστρων που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο. Ακόμα και με ένα ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο μπορεί να διακρίνει κανείς καταρχάς δύο άστρα: Το φωτεινότερο ονομάζεται Πολικός Α και το λιγότερο λαμπρό, που βρίσκεται κοντά του, ονομάζεται Πολικός Β. Αλλά με ισχυρότερα τηλεσκόπια αποκαλύπτεται ότι και ο Πολικός Α είναι στην πραγματικότητα διπλός αστέρας, αποτελούμενος από τα άστρα Αα και Αβ, που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο τόσο κοντά ώστε φαίνονται σαν ένα.
Ο Πολικός Αα είναι ένα γιγαντιαίο άστρο και μακράν το λαμπρότερο από τα τρία. Οταν οι αστρονόμοι μιλάνε για τον Πολικό Αστέρα, συνήθως εννοούν αυτό το άστρο. Ταυτόχρονα, ανήκει σε μια πολύ ειδική κατηγορία άστρων, τους μεταβλητούς Κηφείδες, αστέρια που γίνονται περιοδικά λαμπρότερα και μετά πιο αμυδρά. Ο Πολικός Αα μεταβάλλει τη λαμπρότητά του κατά 4% στη διάρκεια 4 ημερών. Τα αστέρια αυτής της κατηγορίας έχουν κρίσιμη σημασία στην αστρονομία: Ο χρόνος που χρειάζονται για έναν πλήρη κύκλο μεταβολής της φωτεινότητάς τους σχετίζεται με την ακτινοβολία που εκπέμπουν. Η σύγκριση αυτής της εσωτερικά καθορισμένης λαμπρότητας με το πόσο λαμπρό φαίνεται το άστρο στον ουρανό της Γης είναι ένας τρόπος να προσδιοριστούν οι αποστάσεις από τη Γη, επειδή τα πιο μακρινά αντικείμενα φαίνονται πιο αμυδρά. Μπορούμε να εντοπίσουμε τέτοια άστρα και στους κοντινούς γαλαξίες και έτσι να υπολογίσουμε την απόσταση μέχρι αυτούς, πράγμα που αλλιώς θα ήταν πολύ δύσκολο.
Ο Πολικός Αστέρας είναι ο κοντινότερος Κηφείδας στη Γη, και γι' αυτό η εκτίμηση της απόστασής του από τη Γη είναι κρίσιμη για τη βαθμονόμηση των αποστάσεων άλλων, πιο μακρινών Κηφείδων. Αλλά ο υπολογισμός της απόστασης μέχρι τον Πολικό Αστέρα δεν είναι εύκολος: Επειδή είναι πολύ φωτεινός, «μπουκώνει» τους ηλεκτρονικούς ανιχνευτές των περισσότερων σύγχρονων τηλεσκοπίων και έτσι η απόστασή του εκτιμιόταν μεταξύ 300 και 450 ετών φωτός, εύρος που είναι απαράδεκτα μεγάλο, δεδομένης της σημασίας του άστρου στη γενική εικόνα που έχουμε για τις αποστάσεις των άλλων ουράνιων σωμάτων από τη Γη.
Το 2018 μια ομάδα αστρονόμων, χρησιμοποιώντας την τεχνική της παράλλαξης, εκτίμησε την απόσταση του Πολικού Αστέρα στα 521 έτη φωτός και πρόσθετη διερεύνηση επιβεβαίωσε αυτήν την απόσταση. Εδώ είναι που υπεισέρχεται η αινιγματική ηλικία του άστρου: Ο αστρονόμος Ρ. Αντερσον υπολόγισε ότι με βάση τα φυσικά χαρακτηριστικά του, ο Πολικός Αα είναι ένα άστρο με μάζα επταπλάσια της μάζας του Ηλιου. Το γεγονός όμως ότι ο Πολικός Αστέρας είναι μεταβλητός Κηφείδας σημαίνει ότι είναι αρκετά μεγάλης ηλικίας, ώστε να του έχει τελειώσει το υδρογόνο στον πυρήνα του και να αρχίζει να γίνεται ερυθρός υπεργίγαντας, όπως ο Μπετελγκέζ. Προς το παρόν είναι κίτρινος υπεργίγαντας, αλλά σε μερικές χιλιάδες χρόνια θα γίνει πιο κόκκινος. Τα άστρα που βρίσκονται σε αυτήν τη φάση της ζωής τους παρουσιάζουν μεταβλητά χαρακτηριστικά, επειδή ο πυρήνας τους είναι ασταθής και άλλοτε γίνεται πιο θερμός, άλλοτε πιο ψυχρός. Η Ενέργεια που παράγει μεταφέρεται στα εξωτερικά στρώματα, που έτσι άλλοτε εκτείνονται και άλλοτε συρρικνώνονται, προκαλώντας αυτήν την περιοδική μεταβολή φωτεινότητας, κάνοντας δηλαδή το άστρο μεταβλητό Κηφείδα.
Τα απομονωμένα άστρα μεγάλης μάζας τελειώνουν τα καύσιμά τους γρήγορα και τα σχετικά μαθηματικά μοντέλα συμπεραίνουν ότι ο Πολικός Αα πρέπει να είναι 53 εκατομμυρίων ετών. Αλλά ο Πολικός Αα δεν είναι μόνος του. Ο Πολικός Β εκτιμάται ότι είναι ηλικίας τουλάχιστον 2 δισεκατομμυρίων ετών και αυτό είναι προβληματικό, καθώς όλα τα άλλα δεδομένα λένε ότι τα δύο αυτά άστρα πρέπει να έχουν την ίδια ηλικία, έχοντας σχηματιστεί από το ίδιο νέφος διαστρικών αερίων.
Υπάρχει ένας τρόπος τα ηλικιωμένα άστρα να φαίνονται και πάλι νέα: Οταν συγκρουστούν και συνενωθούν με ένα άλλο άστρο. Τότε τα αέρια από το δεύτερο άστρο ανακατεύονται με εκείνα του πρώτου, προσφέροντάς του κάτι ανάλογο με λίφτινγκ προσώπου. Δεν συμβαίνει συχνά, αλλά γίνεται. Αλλωστε, μαζί με τον Πολικό Αα και τον Πολικό Αβ μπορεί στο παρελθόν να υπήρχε και ο Πολικός Αγ, που συνενώθηκε με τον Αα, προσφέροντάς του τη νεανική εμφάνιση που έχει. Η εμφάνιση αυτή όμως ...πληρώνεται, καθώς μετά τη συνένωση ο Αα έγινε άστρο μεγαλύτερης μάζας, που γερνάει πολύ πιο γρήγορα.
Συμπερασματικά, ο Πολικός Αα σχηματίστηκε πριν 2 δισεκατομμύρια χρόνια, συνενώθηκε με ένα άλλο άστρο πριν 50 εκατομμύρια χρόνια και τώρα είναι ένας μεταβλητός Κηφείδας, που απέχει 521 έτη φωτός από τη Γη. Υπάρχουν κι άλλες περιπτώσεις ουράνιων σωμάτων, είτε μεμονωμένων είτε ομάδων σωμάτων, που έχουν υποστεί τέτοιες διαδικασίες. Αν ισχύει πραγματικά η υπόθεση της αστρικής συνένωσης για τον Πολικό Αστέρα, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε με μεγάλη ακρίβεια τις αποστάσεις των πιο μακρινών Κηφείδων. Τελικά ο Πολικός Αστέρας ήταν πάντα το άστρο - οδηγός για να βρίσκουν οι εξερευνητές τον προσανατολισμό τους, είτε αυτοί βρίσκονται πάνω στην Γη είτε προσπαθούν να χαρτογραφήσουν τον κόσμο από την επιφάνειά της!
Καλλιτεχνική απεικόνιση του Βόγιατζερ-1 στον διαστρικό χώρο |
Το σκάφος, που εκτοξεύτηκε σχεδόν μισό αιώνα πριν, το 1977, πέρασε στον διαστρικό χώρο το 2012 και είναι το πρώτο ανθρώπινο κατασκεύασμα που πέτυχε κάτι τέτοιο. Μαζί με τον Βόγιατζερ-2 αποτελούν τις δύο μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας αποστολές της αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας, παρότι φτιάχτηκαν για να λειτουργήσουν μόνο 4 χρόνια. Τώρα βρίσκονται μέσα στο βαθύ ψύχος του απώτερου Διαστήματος, με τις πυρηνικές πηγές Ενέργειάς τους να αποδίδουν λιγότερο και τα προβλήματα από την έλλειψη Ενέργειας αλλά και από τις κοσμικές ακτίνες που τα βομβαρδίζουν να γίνονται όλο και πιο συχνά.
Το πιο πρόσφατο πρόβλημα ήταν αυτό που εμφανίστηκε στον Βόγιατζερ-1 τον Νοέμβρη του 2023. Ξαφνικά η αργή ροή από δυαδικές πληροφορίες μετατράπηκε σε έναν απλό τόνο κλήσης. Υστερα από 6 μήνες διερεύνησης του προβλήματος από πολύ μακριά - το σκάφος βρίσκεται σε απόσταση 24 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη και τα σήματα χρειάζονται 22,5 ώρες για να πάνε και άλλες τόσες για να γυρίσουν - η ομάδα ελέγχου του σκάφους κατάφερε να κάνει τον Βόγιατζερ-1 να ξαναστείλει δεδομένα από όλα τα όργανα που παραμένουν σε λειτουργία. Η επισκευή απαίτησε μήνες ανάλυσης ώστε να εντοπιστεί το πρόβλημα, σε ένα συγκεκριμένο ολοκληρωμένο κύκλωμα (chip) στο υποσύστημα δεδομένων πτήσης του σκάφους. Ο κώδικας που υπήρχε εκεί δεν μπορούσε να μεταφερθεί με τη μία κάπου αλλού, και έτσι το προσωπικό στη Γη χώρισε τον κώδικα σε κομμάτια που μετέφερε σε διάφορα σημεία της μνήμης, τα οποία παρέμεναν λειτουργικά. Η NASA ξανάρχισε να στέλνει τις νέες εντολές τον Απρίλη και ήδη από τον Μάη ενεργοποίησε τη συλλογή δεδομένων. Το μαγνητόμετρο και το υποσύστημα κύματος πλάσματος ανταποκρίθηκαν πρώτα, αλλά χρειάστηκε πρόσθετη διερεύνηση ώστε να λειτουργήσουν και τα όργανα ανίχνευσης κοσμικών ακτίνων και σωματιδίων υψηλής Ενέργειας.
Για να ολοκληρωθεί η επαναφορά από τη βλάβη, χρειάζεται ακόμα να επανασυγχρονιστεί το λογισμικό των ρολογιών των τριών στοιχειωδών ηλεκτρονικών υπολογιστών του Βόγιατζερ-1, αλλά και να γίνει συντήρηση στον καταγραφέα του οργάνου κύματος πλάσματος. Τα 4 λειτουργικά επιστημονικά όργανα του Βόγιατζερ-1 προσφέρουν στους επιστήμονες μια ανεκτίμητη ματιά στον διαστρικό χώρο. Μαζί με το Βόγιατζερ-2 είναι τα μόνα σκάφη που βγήκαν έξω από την ηλιόσφαιρα, τη φούσκα φορτισμένων σωματιδίων που σηματοδοτεί την επιρροή του Ηλιου σε όλο το ηλιακό σύστημα. Μέσα σε αυτήν τη φούσκα, που μεγαλώνει και μικραίνει καθώς ο Ηλιος διατρέχει τον 11ετή κύκλο δραστηριότητάς του, κυριαρχούν τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου, ενώ έξω από την ηλιόσφαιρα κυριαρχούν οι κοσμικές ακτίνες.
Οι επιστήμονες ούτε καν είχαν ονειρευτεί ότι ο Βόγιατζερ-1 θα μπορούσε να τους δώσει πληροφορίες γι' αυτά τα εξωτικά σωματίδια. Οι κύριοι επιστημονικοί του στόχοι είχαν επιτευχθεί με τα κοντινά περάσματα από τον Δία, τον Κρόνο, τους δακτυλίους του Κρόνου και το μεγαλύτερο φεγγάρι του, τον Τιτάνα. Ολα αυτά έγιναν στα πρώτα χρόνια της αποστολής, αλλά το σεβάσμιο σκάφος κατάφερε να επιζήσει μέχρι σήμερα. Οι πηγές Ενέργειάς του υπολογίζεται ότι θα λειτουργούν επαρκώς για άλλον έναν χρόνο, οπότε στη συνέχεια τα επιστημονικά όργανα θα αρχίσουν να βγαίνουν εκτός λειτουργίας το ένα μετά το άλλο.