Как ученые определяют возраст звезды?

Это далеко не так просто, как может показаться на первый взгляд.


Люди довольно много знают о звездах в наше время. После столетий изучения ночного неба при помощи телескопов астрономы и любители могут определить главные атрибуты любой звезды, такие как ее масса или состав.


Чтобы вычислить массу звезды, надо рассчитать ее период вращения. Чтобы определить, из чего она состоит, стоит обратить внимание на спектр света, который излучает звезда. Но единственная переменная, которую ученые еще не могут определить наверняка - это время. Единственная звезда, возраст которой известен точно — это Солнце.


Даже хорошо изученные звезды то и дело удивляют ученых. В 2019 году, когда звезда-красный сверхгигант Бетельгейзе потускнела, астрономы не были уверены, переживает ли она очередную фазу своего существования или произойдет взрыв сверхновой (как оказалось, это была всего лишь фаза). С Солнцем все тоже далеко не все так однозначно. Магнитное поле нашей звезды не так активно по сравнению с ее коллегами того же возраста и массы. Это говорит о том, что астрономы не могут с полной уверенностью определять возраст звезд.


Расчеты, основанные на физике и некоторых косвенных признаках, могут дать астрономам приблизительные оценки. И некоторые методы лучше подходят для разных типов звезд. Вот три способа, которыми могут пользоваться астрономы.


Диаграмма Герцшпрунга - Рассела


Ученые довольно хорошо разбираются в том, как рождаются звезды, как они живут и как умирают. Но определить, когда именно происходит каждый этап жизненного цикла звезды, намного сложнее. В зависимости от своей массы звезды достигают этих циклов через разное количество лет. Более массивные звезды умирают молодыми, а менее массивные могут гореть миллиарды лет.


На рубеже 20-го века два астронома - Эйнар Герцшпрунг и Генри Норрис Рассел - независимо друг от друга пришли к идее построить график зависимости температуры звезд от их яркости. Узоры на этих диаграммах Герцшпрунга-Рассела соответствовали тому, на каком жизненном цикле находились разные звезды. Сегодня ученые используют эти закономерности для определения возраста скоплений, в которых звезды сформировались одновременно.


Скорость вращения


К 1970-м годам астрофизики заметили тенденцию: звезды в более молодых скоплениях вращаются быстрее, чем звезды в старых. В 1972 году астроном Эндрю Скуманич использовал скорость вращения звезды и ее поверхностную активность, чтобы предложить простое уравнение для оценки возраста: Скорость вращения = (Возраст) -½.


Этот метод использовался для изучения отдельных звезд на протяжении десятилетий, но последние исследования выявили его изъяны. Оказывается, некоторые звезды не сбавляют скорость, когда достигают определенного возраста и сохраняют туже скорость вращения до конца своей жизни.


Звездная сейсмология


Новые данные, подтверждающие, что скорость вращения - не лучший способ оценить возраст отдельной звезды, были неожиданно получены при помощи космического телескопа Кеплера, изучающего экзопланеты. Кеплер стал не только средством для исследования экзопланет, но и помог понять принципы звездной сейсмологии, просто наблюдая за одними и теми же звездами на протяжении очень долгого времени.


Наблюдение за мерцанием звезды может дать ключ к разгадке ее возраста. Ученые рассматривают изменения яркости звезды как показатель того, что происходит под поверхностью, и при помощи моделирования приблизительно рассчитывают возраст. Для этого нужен действительно большой набор данных о яркости звезды, который смог предоставить телескоп Кеплера.


Этот подход недавно дал некоторые подсказки об эволюции Млечного Пути. Около 10 миллиардов лет назад наша галактика столкнулась с карликовой галактикой. Ученые обнаружили, что звезды, оставленные этой карликовой галактикой, моложе или примерно того же возраста, что и звезды Млечного Пути. Таким образом, наша галактика могла развиваться быстрее, чем считалось ранее.


По мере того как космические телескопы исследуют новые участки неба, астрофизики смогут больше узнать о жизненном цикле звезд и их возрасте.



Источник: sciencenews.org

8 просмотров0 комментариев

Недавние посты

Смотреть все