Среди бесчисленных звёзд, сверкающих на просторах космоса, одни настолько стары, что уже пережили рассвет Вселенной, а другие настолько молоды, что даже самые мощные телескопы на Земле не в силах были их зафиксировать. Но можно ли узнать, какая звезда является самой молодой, а какая — самой старой?
Самую молодую звезду в нашей Вселенной определить сложно, потому что звёзды рождаются постоянно, но среди известных нам всё же есть несколько кандидатов. Совсем же иначе дело обстоит со старыми звёздами, ведь учёные уже давно знают о самой старой из зарегистрированных звёзд, получившей соответствующее прозвище Мафусаил.
Звёзды рождаются глубоко внутри огромных облаков пыли и газа, известных как туманности. По данным NASA, некоторые скопления газа в туманности отягощены таким количеством материала, что их собственная гравитация заставляет их коллапсировать (поскольку большая масса означает большую гравитацию), а сильное гравитационное притяжение в центре коллапсирующего облака заставляет газ — в основном водород — срастаться в то, что становится протозвездой. Эти звёздные зародыши начинают превращать ядра водорода в гелий и при этом испускают излучение. Звезда не может называться звездой, пока она не излучает энергию, и именно поэтому она становится такой невероятно яркой. Некоторые тусклые звёзды только-только начинают сиять.
Астроном Руобинг Донг (Ruobing Dong), доцент кафедры физики и астрономии Университета Виктории (Канада), занимался тем, что наблюдал за этими зарождающимися звёздами. В 2022 году он провёл исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, о бинарной протозвёздной системе, возраст которой, как считается, составляет всего около миллиона лет. Донг и его коллеги смогли определить приблизительный возраст некоторых из этих звёздных эмбрионов. Они часто закатывают истерики, иначе называемые «аккреционными вспышками».
«Когда звёзды подвергаются аккреционным вспышкам, они становятся горячее и намного ярче, — сказал Донг Live Science в электронном письме. — Материал вокруг них нагревается. Лёд в протопланетном диске может испариться, и из-за нагрева материала в диске могут начаться некоторые химические реакции.»
Поскольку молодые звёзды всё ещё аккрецируют материал, в результате они испускают с обоих концов огромные струи газа или газообразные потоки. Это означает, что они всё ещё наращивают массу. Поскольку исходящие потоки затухают с возрастом, количество высвобождаемого газа помогает астрономам оценить возраст звезды. Больше газа означает более молодую звезду.
Между тем, оценки возраста HD 140283, звезды, известной как Мафусаил, вызвали споры. Согласно ранним оценкам, сделанным в 2000 году, ей 16 миллиардов лет. Что делает её старше Вселенной, которой около 13,8 миллиардов лет. Астрономы сразу же предположили, что при расчёте возраста этой звезды была допущена ошибка. Если нет, то возникает вероятность того, что Вселенная возникла намного раньше, чем считалось.
Чтобы докопаться до сути вопроса, в 2013 году астрономы использовали космический телескоп «Хаббл», дабы повторно определить возраст Мафусаила, и, основываясь на её яркости и расстоянии от Земли, которое составляет около 190 световых лет, пришли к оценке в 14,5 миллиардов лет. Что, в свою очередь, делает звезду лишь немного старше космоса, невзирая на то, что в оценке возраста имеются погрешности.
«Мы измерили расстояние, чтобы с помощью теоретических исследований звёздной эволюции определить абсолютную светимость и, следовательно, возраст, — рассказал Говард Бонд (Howard Bond), почётный астроном Институт исследований космоса с помощью космического телескопа, операционный центр космического телескопа «Хаббл» в Мэриленде, который помог датировать Мафусаил. — Мы выявили возраст, который был совместим — в пределах погрешностей измерения и теории — с возрастом Вселенной.»
Мафусаил — субгигантская звезда, которая ярче большинства звёзд, но всё же не такая яркая, как звёзды-гиганты, которые настолько огромны, что их размер кажется ненормальным для их температуры и массы, объяснил Бонд. Субгиганты также краснее гигантов. Звёзды выделяют энергию, сжигая водород в своих ядрах и превращая его в гелий посредством ядерного синтеза. Массивные звёзды достигают фазы субгигантов, когда начинают истощать запасы водорода. На этом этапе жизни звезды её яркость или светимость становится отличным способом оценить её возраст. Куда менее светящиеся звёзды-субгиганты старше.
Мафусаил имеет красноватый оттенок и медленно тускнеет на протяжении миллиардов лет, хотя его относительно непосредственная близость к Земле означает, что он не кажется нам слишком тусклым, и её вполне можно увидеть в качественный бинокль. Солнце практически толком ещё и не жило по сравнению с ней. Нашей звезде чуть менее 5 миллиардов лет, и ожидается, что она проживёт ещё около 5 миллиардов лет, когда остынет и расширится настолько далеко в Солнечную систему, что поглотит вращающиеся вокруг неё планеты, включая Землю.
