Сколько лет каждой из звёзд нашей галактики, возраст которой примерно 13 миллиардов лет? Новая технология изучения процессов звёздообразования в Млечном Пути позволит более точно определять возраст звёзд, по меньшей мере, получится повысить точность более чем в 2 раза, сообщают учёные из Университета аэронавтики Эмбри Риддл.
Современные методы датирования, основанные на изучении звёзд в начале их жизни, или уже когда они начинают умирать после исчерпания запасов водорода, дают 20-процентную или, в лучшем случае, 10-процентную погрешность. Метод, разработанный доктором Тед фон Хиппель (Ted von Hippel), снижает погрешность до 5 или даже 3 процентов.
Чтобы этот метод сработал, фон Хиппель и его команда должны измерить температуру внешних слоёв звезды, узнать, водорода или гелия больше в её атмосфере, и определить её массу.
Температура фотосферы может быть определена по цвету звезды и составу атмосферы. «Масса звезды имеет значение, потому что объекты с большей массой содержат в себе больше энергии и им требуется больше времени, чтобы остыть», — сказал фон Хиппель, профессор физики и астрономии Университета аэронавтики Эмбри Риддл. «Вот почему чашка кофе остается горячей дольше, чем ложка, вынутая из кружки. Температура поверхности, как уголь в потухшем костре, дает представление о том, как давно погасло пламя. Важно знать, водород там или гелий, так как гелий излучает больше тепла, чем водород».
Определить точную массу звезды, особенно белых карликов, очень сложно. Теперь у астрономов появился новый метод определения массы подобных звёзд. В этом методе используются данные, полученные с помощью телескопа Gaia — амбициозной миссии по созданию трехмерной карты Млечного пути. Подобно тому, как может показаться, что спидометр автомобиля дает разные показания с точки зрения водителя и с места пассажира, небесные объекты также могут находиться в разных местах в зависимости от точки наблюдения.
Измерения Gaia основаны на наблюдении под двумя разными углами (с разницей в полгода) и вычислении расстояния до звезд за счет эффекта параллакса. Они помогли исследователям определять радиус звезды на основе её яркости. Благодаря этому они могут использовать существующую информацию о соотношении массы и радиуса звезды — расчет, основанный на физическом поведении электронов, чтобы заполнить последний пробел для определения возраста звезды.
Наконец, изучая изобилие различных элементов в звезде, учёные могут дополнительно уточнить её возраст. Одна команда учёных сфокусирована на изучении звёздных пар с одним белым карликом и одной звездой главной последовательности, подобной нашему Солнцу, в то время как другая рассматривает системы с двумя белыми карликами. «Следующим этапом изучения будет определение максимально возможного количества элементов из периодической таблицы в звезде главной последовательности в этих парах», — говорит фон Хиппель. — Это могло бы больше рассказать нам о химической эволюции в галактике, основанной на том, как различные элементы накапливались с течением времени, когда звезды появились в Млечном Пути».
Он подчеркнул, что работа ещё не закончена, команда в конечном итоге надеется опубликовать возраст всех белых карликов, изученных Gaia: «Это должно позволить учёным значительно лучше понимать процесс звёздообразования в Млечном Пути». В области археологии, как отметил фон Хиппель, радиоуглеродный анализ позволил определить возраст различных структур, окаменелостей, что дало более глубокое понимание эволюцию жизни на Земле. — Современные астрономы, не зная возраста различных объектов нашей галактики, лишены представления об общей картине. У нас были методы для определения возраста тех или иных объектов, но они недостаточно точны».
Источник: phys.org
Перевод: Артур Арушанян
