Ошибка в миллиард лет: возраст звёзд во Вселенной оценивали неверно

Совместное исследование специалистов из НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА) бросает вызов устоявшемуся в научном сообществе представлению о жизненном цикле звёзд.

С помощью орбитальной обсерватории "Хаббл" астрономы установили, что некоторые белые карлики вовсе не лишены источников термоядерной энергии. Это значит, что стареют они гораздо медленнее, чем предполагалось ранее.

О том, что такое белые карлики, мы подробно писали ранее. Вкратце напомним, что так называют медленно остывающие звёзды небольшой массы, сбросившие внешнюю оболочку на завершающем этапе своей жизни. Такая судьба ждёт до 98% процентов всех звёзд Млечного Пути, включая Солнце.

Изучение жизненного цикла светил помогает астрономам понять не только этапы остывания белых карликов, но и самые ранние этапы их развития.

В ходе нынешнего исследования учёные изучили два шаровых звёздных скопления М3 и М13. Они хотели исследовать физические процессы, стоящие за эволюцией белых карликов.

Физические свойства этих звёздных скоплений во многом схожи: к примеру, их возраст и металличность (относительная концентрация элементов тяжелее водорода и гелия). Однако популяции звёзд, которым суждено стать белыми карликами, заметно отличаются друг от друга.

В частности в шаровом скоплении М13 звёзды горизонтальной ветви в целом более синего цвета, что говорит о том, что их температура выше.

Даже одно это отличие делает скопления М3 и М13 замечательной естественной лабораторией, в которой созданы необходимые условия для исследования процессов остывания разных популяций белых карликов.

Для справки. Солнцу сейчас 4,6 миллиарда лет из 10 возможных. Когда оно истощит весь водород, который содержится в его ядре, Солнце превратится в красного гиганта, увеличится в размере, поглотив Меркурий, Венеру и Землю. После этого оно скинет внешнюю оболочку, а обнажённое ядро звезды останется: это и будет медленно остывающий белый карлик. Этот тлеющий уголёк будет невероятно плотным, ведь большая часть массы Солнца будет умещаться в сферу размером приблизительно с Землю.

Используя Широкоугольную камеру 3, размещённую на борту телескопа "Хаббл", учёные сравнили более 700 белых карликов в этих двух скоплениях. Они обнаружили, что в М3 находятся совершенно обычные белые карлики, которые представляют собой остывающие ядра звёзд. А в М13 были обнаружены две совершенно разные популяции белых карликов.

Одна из них была "стандартной", как и в М3, а вторая состояла из карликов, которым удалось неким образом удержать внешнюю оболочку из водорода, что позволяет им гореть дольше, и, следовательно, остывать (или стареть) медленнее.

С помощью компьютерной модели исследователи выяснили, что до 70% белых карликов в М13 продолжают сжигать водород на своей поверхности, замедляя таким образом процесс своего старения.

Это открытие имеет большое значение. Ведь получается, что на данный момент астрономы имеют неверное представление о возрасте светил Млечного Пути. Также выходит, что нужно менять подход к измерению возраста звёзд в нашей галактике.

До этого эволюцию белых карликов рассматривали как предсказуемый линейный процесс остывания. Это прямое отношение возраста звезды и её температуры использовалось учёными в качестве естественных часов, с помощью которых определялся возраст звёздных скоплений.

Теперь же белые карлики, сжигающие водород, могут заставить исследователей пересмотреть возраст многих звёздных кластеров: некоторые из этих оценок могут иметь порядок неточности до миллиарда лет (!).

"Наше открытие бросает вызов определению белых карликов, так как мы предлагаем новое видение того, как стареют звёзды. Сейчас мы изучаем другие кластеры, похожие на М13, чтобы далее выявить условия, в которых звёзды сохраняют тонкую водородную оболочку, позволяющую им стареть медленнее", — рассказал соавтор исследования профессор Франческо Ферраро (Francesco Ferraro) из Болонского университета.

Исследование было опубликовано в издании Nature Astronomy.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".