Есть мнение, что одна из ближайших — находящаяся всего в 190 световых годах от нас, — звезд, получившая претенциозное имя Мафусаил, имеет возраст 16 миллиардов лет. Что превосходит возраст вселенной. И, соответственно, означает, что мнение сие является ошибочным. Да и устаревшим уже. По уточнённой оценке возраст Мафусаила составляет «всего-лишь» от 13.3 до 13.5 миллиардов лет. И время долгожителя, масса которого на 30% превосходит солнечную, уже вышло. В настоящий момент звезда, израсходовав водород, вошла в стадию субгиганта.
Это — вводная. После прочтения которой, разумеется, должен возникнуть ряд вопросов. Если не возникли, то и читать предыдущий абзац не стоило. Вопросы же могут быть правильными и неправильными. Вторые для экономии места пропустим. Что же касается вопросов правильных, то первый из них очевиден: каким образом, вообще, определён возраст звезды, да ещё и — сначала — со взорвавшей умы астрономов ошибкой? И стоит ли, соответственно, доверять новой оценке?
Возраст звезды определяется на основании непосредственно наблюдаемых характеристик: светимости и спектра. Светимость же и спектр связаны, что более века назад позволило получить диаграмму Герцшпрунга-Рассела. Реакции синтеза гелия из водорода, протекающие в ядре звезды, меняют её химический состав, плотность, температуру, а следовательно, спектр и светимость. То есть, по мере «старения» звезда смещается на диаграмме в «голубую» область. Тем быстрее смещается, чем выше её масса, но масса также может быть вычислена на основании спектра и светимости. Или же, — в случае звёзд кратных, — по гравитационному взаимодействию тел.
Это — ответ на вопрос, почему оценки возраста звёзд в общем случае заслуживают доверия. Масса светила может быть определена двумя не связанными способами: на основании модели эволюции звезды и (пусть не во всех случаях) прямыми наблюдениями. И если бы в модель вкралась ошибка, результаты не совпадали бы. Но они — совпадают. А значит, правильность моделирования протекающих в звезде процессов имеет экспериментальное подтверждение.
Откуда тогда ошибка — невозможные 16 миллиардов лет? Это значит, что модель в данном случае, почему-то, оказалась неприменимой. По идее же, читатель в астрономии сколько-то сведущий — хотя бы знакомый с другими публикациями канала — должен был уже обратить внимание на ещё одну загадку. Древняя звезда массивнее Солнца, срок же жизни светил убывает экспоненциально с ростом их массы. А значит, — исходя из указанной зависимости, — Мафусаил не может быть старше 4 миллиардов лет. Что за ерунда-то?
...И это второй правильный вопрос. Ответ на который также известен. Мафусаил — древняя звезда с низкой металличностью, — содержанием элементов тяжелее гелия. Она родилась не из газов исторгнутых взорвавшимися сверхновыми, а из первичной адронной материи вселенной, представлявшей собой практически чистый водород. «Металлы» же — углерод, азот и кислород (среди которых, как легко заметить, нет ни одного металла с точки зрения химии) — выступают катализаторами в реакции синтеза гелия. В современных звёздах (население I) синтез протекает интенсивнее и при более низкой температуре. Выгорают они быстрее.
Мафусаил, — что легко видеть по низкой металличности, — принадлежит к звёздному населению II. Первым звёздам, которые изучены хуже, хотя и не представляют редкости в нашей галактике, занимая основной её объём — тусклое сферическое гало, в котором с начала времён вращаются шаровые скопления. Многие же другие галактики целиком образованы звёздным населением II. Причём, как галактики древние (удалённые), в которых следующие поколения звёзд ещё просто не появились с точки зрения наблюдателя на Земле, так и галактики условно «молодые» — видимые с небольшой дистанции. Это карликовые или гигантские «мёртвые» галактики, в которых процесс звездообразования, после первой вспышки, по каким-то причинам не перезапустился.
Рекламодатели ищут авторов (ССЫЛКА)
#perfluence
Мафусаил, кстати, попадает сразу в обе категории, ибо родился в галактике другой, карликовой, позже поглощённой и «перемолотой» Млечным Путём. Внегалактическое происхождение звезды можно понять по особенностям её орбиты. У «родных» звезд галактики она — круглая, ибо лишь на круговой орбите относительно центра галактики возможно формирование туманностей, а в перспективе и звёзд (принцип верен и для планет в звёздных системах). Чужаки же носятся по вытянутым эллиптическим орбитам.
...Но, кстати, о звёздном населении II. Изучены они, как отмечалось выше, куда хуже. Хотя бы потому, что Солнце, ввиду удобства наблюдения предоставляющее нам 90% информации о звёздах, относится к населению I. Что означает неточность моделирования процессов в недрах звезд населения II. В расчёты возраста светила на основании спектра-светимости, соответственно, вкралась ошибка, следствием которой и стал абсурдный результат в 16 миллиардов лет. Лишь более поздний расчёт на основании модели уточнённой показал возраст… всё-равно слишком большой. Хотя уже и почти вменяемый.
Дальнейшее развитие канала зависит от подписчиков
То есть, и 13.3-13.5 миллиардов лет — это перебор. По современным моделям — уже моделям эволюции вселенной — даже верхняя граница возраста Мафусаила ниже отметки, когда звёзды населения II могли бы появиться. В то время, — ранее 13.1 миллиардов лет назад, — согласно предсказаниям теории, в ещё только обозначившихся галактиках рождаться и сразу же исчезать во взрывах должны были гипотетические светила — гиганты населения III. И это значит, что либо модели строения звёзд населения II требуют дальнейшего уточнения (при этом возраст Мафусаила снизится на стони миллионов лет), либо же уточнения требуют модели молодой вселенной.