Ми багато чого знаємо про зірки: зараз і професійні астрономи, і аматори можуть розрахувати ключові характеристики будь-якої зірки. Наприклад, масу та її композицію. Але вік – зовсім інша розмова. Портал sciencenews.org розповів, якими методами вчені розраховують вік різних зірок.
Діаграма Герцшпрунга – Рассела
Учені досить добре уявляють, як народжуються, живуть і вмирають зірки. Вони пропалюють своє водневе паливо, роздуваються і, рано чи пізно, викидають свої гази у відкритий космос. Інше питання, що ми не знаємо, в який момент часу настає кожна з цих стадій життєвого циклу. Кожна зірка, залежно від своєї маси, досягає кожного етапу у свій час. Великі зірки, як правило, помирають молодими, тоді як дрібні можуть горіти протягом мільярдів років.
Наприкінці XX століття астрономи Ейнар Герцшпрунг і Генрі Норріс Рассел одночасно, незалежно один від одного, запропонували порівнювати температуру зірок та їхню яскравість. Патерни на цих діаграмах відповідають певним стадіям життєвого циклу зірок. Сьогодні фахівці використовують ці патерни для розрахунку віку скупчень зірок, оскільки всі світила в скупченнях утворилися в один час.
Нюанс у тому, що, без тонни математики й моделювання, цей метод можна використовувати тільки для скупчень зірок. На худий кінець можна порівнювати яскравість поодинокої зірки з теоретичними діаграмами, але результат буде не надто точним.
Швидкість обертання
До 1970-х астрономи помітили тренд: зірки в молодих скупченнях обертаються швидше, ніж зірки в старіших. Спираючись на це спостереження, фізик Ендрю Скуманич запропонував використовувати швидкість обертання зірок і активність на їхній поверхні для простого рівняння. Швидкість обертання = вік зірки, поділений навпіл.
Протягом десятиліть цей метод вважався найефективнішим, проте на тлі нової інформації до нього з’явилися питання. Виявляється, деякі зірки не сповільнюють обертання з віком – вони зберігають одну й ту саму швидкість до кінця свого життя.
Зоряна сейсмологія
Дані, що підтвердили ненадійність методу Скуманича, надійшли з несподіваного джерела – космічного телескопа «Кеплер», що полює за екзопланетами. Він вивів поле зоряної сейсмології на новий рівень завдяки тривалому спостереженню за зірками.
По суті, пильне спостереження за мерехтінням зірки може дати інформацію про її вік. Вчені стежать за змінами яскравості, після чого моделюють активність на поверхні зірки й вираховують приблизний вік світила. Для цього потрібен великий обсяг даних про яскравість зірки – і «Кеплер» цілком може їх надати.
Цей підхід допоміг астрономам з’ясувати чимало нового про еволюцію Чумацького шляху. Так, близько 10 млрд років тому наша галактика зіткнулася з іншою, карликовою галактикою. Але зірки, які вона залишила після себе, або молодші, або того ж віку, що й наші. А це означає, що Чумацький шлях міг еволюціонувати швидше, ніж ми думали раніше.