Сколько не самом деле лет одной из старейших звезд Млечного Пути
В это сложно поверить, но совсем недалеко, всего на расстоянии каких-то 190 световых лет от Земли находится одна из самых загадочных звезд в космическом пространстве – Мафусаил. Чем же так уникально это светило и почему оно считается свидетелем зарождения Вселенной?
Мафусаил (HD 140283) – звезда-субгигант второго поколения, которая расположена в нашей галактике Млечный Путь в созвездии Весов. Этот космический объект относится к группе очень старых звезд, родившихся всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Именно благодаря своему преклонному возрасту необычное светило получило название в честь библейского персонажа Мафусаила, известного исключительным долголетием. Звезда является чрезвычайно металлодефицитной (то есть содержит очень малое количество элементов тяжелее водорода и гелия), что связано с ее появлением в те ранние времена, когда межзвездная среда еще не была обогащена тяжелыми элементами.
Мафусаил движется с очень большой скоростью (около 1 300 000 км/ч) поперек галактического диска в сферическом гало – разреженном газовом облаке, окружающем диск Млечного Пути. Высокая скорость движения и расположение орбиты вне галактического диска характерны для звезд второго поколения, возраст которых превышает 10 - 12 миллиардов лет.
Известно, что HD 140283 была открыта учеными более 100 лет назад. Так в 1912 году звезду наблюдал американский астроном Уолтер Сидни Адамс. Его удивила необычайно высокая скорость движения этого светила в пространстве, но объяснить наблюдаемое явление он тогда не смог.
А уже в 50-х годах XX века ученые методом астрономической спектрометрии установили, что в состав звезды входит очень малое количество металлических элементов. Например, фотосфера Мафусаила содержит в 250 раз меньше железа, чем фотосфера нашего Солнца. Такая низкая металличность напрямую свидетельствует о древности звезды. Согласно современным представлениям, ранняя Вселенная состояла из водорода и гелия. Именно эти элементы легли в основу самых древних светил – гипотетических звезд первого поколения, время жизни которых предположительно составляло всего около 1 миллиона лет. Более тяжелые элементы, в том числе металлы, появились в результате термоядерного синтеза, происходившего в недрах звезд первого поколения. При их взрывах на поздних этапах эволюции (вспышках сверхновых) эти элементы высвобождались, становясь частью более молодых звезд второго поколения. Они уже содержали металлы, но в очень небольшом количестве, как, например, звезда Мафусаил. Светила второго поколения оставили после себя еще большее количество тяжелых элементов, которые вошли в состав звезд третьего поколения (к ним относится и наше Солнце).
Таким образом, ученые уже в середине прошлого века знали о чрезвычайной древности звезды Мафусаил. Но самые неожиданные и парадоксальные результаты были получены в 2000 году, когда астрономы вычислили расстояние до светила методом годичного параллакса, используя данные космического аппарата Hipparcos. Зная видимую яркость и удаленность звезды, ученые рассчитали ее светимость, а затем и возраст. Вычисления дали результат в 16 миллиардов лет. При этом, согласно современным космологическим представлениям, возраст Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет. Полученное противоречие породило множество дискуссий в научном сообществе. Но было очевидно, что данный парадокс вызван либо ошибочностью оценки возраста звезды, либо неточностью существующей теории возникновения и эволюции Вселенной. В средствах массовой информации сразу же появились громкие заголовки о новой научной сенсации: якобы ученые обнаружили звезду, которая старше самой Вселенной.
Что касается науки, полученные данные действительно могли перевернуть всю космологическую теорию. Но пока этого не случилось, поскольку более поздние исследования немного «омолодили» звезду. Так в 2013 году астрономы вновь вычислили возраст светила с помощью все того же метода годичного параллакса, но уже с использованием более точных исходных данных, полученных орбитальным космическим телескопом Hubble. В результате звезда немного «помолодела» – ее возраст оценили в 14,5 ± 0,8 миллиарда лет. Если взять нижнюю границу этого диапазона, то получим уже 13,7 миллиарда лет, которые как раз вписываются в существующие космологические представления. А наиболее свежие исследования, проведенные с помощью самых современных инструментов, еще больше сократили возраст загадочной звезды, который теперь оценивается в диапазоне от 12 до 13,7 миллиарда лет. А это означает, что Мафусаил не только моложе Вселенной, но даже не является самой старой среди всех известных на сегодняшний день звезд.
В настоящее время долгожителем-рекордсменом считается космический объект SMSS J031300.36-670839.3, расположенный в созвездии Южной Гидры. Эта древняя звезда также принадлежит нашей галактике Млечный Путь и находится на расстоянии 6000 световых лет от Солнца. Ее возраст оценивается в 13,7 миллиарда лет. Светило было открыто уже в XXI веке астрономами Австралийского национального университета с помощью телескопа SkyMapper. Возраст звезды определен путем анализа ее спектра. Как и Мафусаил, это светило содержит очень малое количество железа, а значит относится к звездам второго поколения.
Вот так был разрешен один из наиболее интересных космологических парадоксов начала XXI века. Но все же остается еще очень много вопросов, ответы на которые предстоит получить в будущем. Верна ли существующая теория Большого взрыва? Каков на самом деле возраст Вселенной и с какой скоростью она расширяется? Что представляли собой первые звезды? Когда-нибудь мы обязательно сможем раскрыть эти и многие другие тайны мироздания!
Подписывайтесь на наш канал! Всё самое интересное о современных достижениях науки и техники - здесь!
Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем сайте: Научно-популярный онлайн-журнал "Город науки".