Ученые уточнили характеристики звезды Мафусаил, известной своим крайне низким содержанием тяжёлых элементов и возрастом, превосходящим текущий возраст Вселенной. Однако новое исследование показало, что эта звезда всё-таки моложе Вселенной и возможно появилась ещё до слияния нашей Галактики с другим древним объектом — Гайя-Энцелад.
История исследования
Мафусаил — неофициальное название яркой близлежащей звезды HD 140283, расположенной всего в 190 световых годах от Земли. Она известна своей исключительной бедностью металлами, низкой металличностью ([Fe/H] примерно минус два с половиной). Звезда относится к классу G и находится на стадии перехода от главной последовательности к состоянию субгиганта.
До недавнего времени считалось, что ее возраст превышает нынешний возраст Вселенной, составляющий около 13,8 млрд лет. Такая ситуация возникла из-за неопределённости методик измерения звёздных возрастов и ряда особенностей объекта. Например, некоторые методы давали значения чуть больше ожидаемого максимума. Поэтому учёные решили пересмотреть оценку возраста Мафусаила.
Для решения проблемы была задействована техника астросейсмологии — изучение внутренней структуры звезды путём наблюдения колебаний ее поверхности. Этот метод дает точные оценки масс и возрастов звезд, особенно тех, которые находятся на поздних этапах своего жизненного цикла, таких как субгиганты.
Новый взгляд на звезду
Исследовательская группа под руководством Мии Лундквист из Орхусского университета провела глубокий анализ новых данных, полученных космическими аппаратами TESS и Gaia. Эти инструменты позволили собрать высокочувствительные фотометрические наблюдения, фиксирующие мельчайшие изменения яркости звезды.
Обычно подобные данные применяются для поисков экзопланет, но в данном исследовании они пригодились именно для изучения пульсирующих характеристик самого светила.
Анализ выявил наличие сразу 18 различных типов колебаний, включая как чисто радиальные (связанные с расширением и сжатием всей звезды), так и смешанные, сочетающие волны в ядре и поверхностных слоях. Всего было обнаружено шесть радиальных, одиннадцать смешанных дипольных и одна квадрупольная мода колебаний.
Используя специально разработанный алгоритм BASTA, исследователи подобрали наилучшую модель, соответствующую новым измерениям. Согласно ей, масса Мафусаила составляет 0,75 массы Солнца, его светимость равна 4,43 солнечной, эффективная температура достигает 5818 К, а радиус — 2,078 солнечного. По новым расчетам, его истинный возраст равен 14,2±0,4 млрд лет, что вполне укладывается в рамки текущего возраста Вселенной.
Кроме того, астрономы определили особенности орбиты Мафусаила относительно центра Галактики. Её форма свидетельствует о вероятном происхождении звезды вне Млечного Пути.
Исходя из современных представлений, ее попадание в нашу Галактику произошло около 8-11 млрд лет назад вследствие столкновения последней с небольшой карликовой галактикой Гайя-Энцелад.
Таким образом, современные научные данные подтверждают, что звезда Мафусаил не нарушает законов физики и действительно может считаться одним из старейших объектов нашего мира.