Как определяют возраст звезд
Есть только одна звезда, возраст которой мы знаем почти наверняка, и это Солнце.
Получение этого значения для любой другой звезды — от очень молодой до очень старой — является вопросом умных моделей, пытающихся вписать ее в красивую аккуратную форму. И хотя этот метод часто работает, он далек от совершенства и в конечном итоге зависит от того, как много мы знаем о самой звезде. Даже когда речь идет о нашем собственном Солнце, мы многого не знаем.
Но возраст звезд — важный фактор, и в теории довольно легко понять, что именно мы должны искать. На практике, однако, все оказывается сложнее…
Большие и малые звезды
Большую часть своей жизни звезда синтезирует водород. Как долго это будет продолжаться, зависит от ее массы — но не совсем очевидным образом.
У массивных звезд больше топлива для сжигания, но они также излучают гораздо больше энергии. Чтобы не разрушиться, им приходится сжигать гораздо больше, чем звездам вроде Солнца, поэтому они исчерпывают запас топлива за гораздо более короткое время.
С другой стороны, маленькие звезды будут поглощать топливо медленнее, поскольку им не нужно сжигать его так быстро, чтобы поддерживать внутреннее равновесие.
Исходя из этого, мы можем убедиться, что существует закон, связывающий возраст с массой звезды. Это полезный способ получить некую оценку. Важно знать, что независимо от размера звезды, когда она начинает выделять энергию за счет внутреннего слияния водорода, она относится к группе, называемой Главной последовательностью.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Термин происходит от распределения этих звезд на диаграмме Герцшпрунга-Рассела (HR). По вертикальной оси откладывается светимость этих объектов, а по другой — индекс цвета (или температура, или звездная классификация). Голубовато-белые звезды — самые крупные и горячие, вверху слева, а красные карлики — внизу справа. Солнце находится где-то посередине.
Когда звезды удаляются от главной последовательности, они становятся красными гигантами (а затем сверхгигантами), поэтому их яркость остается прежней, но цвет меняется. Эта информация может быть очень полезной, когда нужно оценить их возраст.
Если вы видите группу звезд в скоплении, то, скорее всего, они образовались примерно в одно и то же время. Мелких звезд будет больше, чем крупных, но в 0 году вы ожидаете, что все они будут находиться на главной последовательности.
Теперь, если вы проверите их через некоторое время, некоторые из них окажутся не в своей последовательности. Построив их на графике XP, вы сможете определить, когда именно они сместились с него. Если в этой точке скопления находится звезда, подобная Солнцу, то можно предположить, что возраст скопления составляет около 10 миллиардов лет, поскольку именно столько времени Солнце должно оставаться в главной последовательности.
Астеросейсмология
Очевидно, однако, что такой сравнительный подход был бы бесполезен, если бы у нас самих были звезды. В этом случае нам может пригодиться еще один метод: астеросейсмология. Звезды превращают водород в гелий, поэтому в более старой звезде будет больше гелия, и звуковые волны будут распространяться в ней по-другому. А по этому признаку уже можно догадаться о возрасте.
Другие методы
Существуют также методы, которые изучают вращение звезды и по нему определяют ее возраст. Этот подход, похоже, работает для звезд главной последовательности с низкой массой.
Для звезд, которые слишком молоды, чтобы попасть в ХР, можно предположить возраст по наличию материала вокруг них или по тому, в какой фазе они находятся до того, как станут «тише» и войдут в главную последовательность.
Эти методы прямо или косвенно опираются на то, что мы знаем о Солнце. Чем больше мы узнаем о нашей маленькой желтой звезде, тем лучше мы будем понимать все звезды во Вселенной.
Читайте ещё:
