«Хаббл» обнаружил, что некоторые звезды стареют намного медленнее, чем кажется
Знание того, как развиваются эти светила, может помочь предсказать конец Вселенной.
Согласно представлениям ученых, когда звезда определенной массы (не более, чем в восемь раз больше солнечной) прекращает ядерный синтез, то она постепенно умирает и светится исключительно благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет. Эта стадия эволюции звезды называется белым карликом, и такой конец ждет 97% светил во Вселенной.
Однако новые данные космического телескопа «Хаббл» предполагают, что белые карлики продолжают сжигать водород на последних этапах своей жизни, в результате чего выглядят более молодыми, чем они есть на самом деле. Это открытие может изменить представление о возрасте звездных скоплений.
«Мы нашли первые наблюдательные доказательства того, что белые карлики все еще могут подвергаться стабильной термоядерной активности. Это было большим сюрпризом, так как подобное противоречит предыдущим представлениям», – Цзяньсин Чен, соавтор исследования.
Астрономы подсчитали, с какой скоростью должны остывать белые карлики, а это значит, что, зная массу и температуру белого карлика, мы можем определить его возраст. Это можно использовать как инструмент для оценки возраста звездных скоплений, в которых содержатся популяции белых карликов.
Чтобы исследовать физику, лежащую в основе эволюции таких звезд, астрономы сравнили остывающие белые карлики в двух массивных шаровых скоплениях: M3 и M13. Эти коллекции светил имеют много общих физических свойств, таких как возраст и количество металла в их звездах.
Звезды в M3 и M13 находятся на стадии эволюции, известной как горизонтальная ветвь. Эта стадия наступает сразу после того, как у звезды с солнечной массой закончился водород, она проходит стадию красного гиганта, сбрасывает внешнюю оболочку и начинает синтезировать гелий.
Реклама
Сходная металличность звезд в двух скоплениях означает, что звезды должны быть примерно одного возраста, но некоторые из звезд в M13 горят сильнее, чем звезды в M3, что позволяет предположить, что они могут охлаждаться по-разному.
Используя широкоугольную камеру 3 «Хаббла», астрономы наблюдали M3 и M13 в диапазоне длин волн, близком к ультрафиолетовому, что позволило им сравнить более 700 белых карликов в двух скоплениях.
Белые карлики в M3 оказались стандартными звездами этого типа, однако в M13 многие из этих светил сохранили богатую водородом оболочку. Компьютерное моделирование звездной эволюции показало, что эти звезды, составляющие примерно 70% звезд в M13, сжигают водород в своих внешних оболочках. Благодаря этому они дольше остаются горячими, что в конечном итоге означает, что они стареют с другой скоростью, чем белые карлики, сияющие только за счет остаточного тепла.
Это открытие может иметь последствия для того, как астрономы измеряют возраст звезд в Млечном Пути. Ранее эволюция белых карликов моделировалась как предсказуемый процесс охлаждения. Эта относительно прямая взаимосвязь между возрастом и температурой привела к тому, что астрономы использовали скорость охлаждения белых карликов в качестве естественных часов для определения возраста звездных скоплений. Однако белые карлики, сжигающие водород, могут привести к неточности этих оценок возраста на целый миллиард лет.
«Наше открытие бросает вызов определению белых карликов, поскольку мы рассматриваем новый взгляд на то, как звезды стареют. Сейчас мы исследуем другие скопления, похожие на M13, чтобы еще больше ограничить условия, которые заставляют звезды поддерживать тонкую водородную оболочку, которая позволяет им медленно стареть», — отмечает соавтор исследования Франческо Ферраро.
