Самая старая звезда во вселенной: Древнейшая звезда старше самой Вселенной… |

Содержание

Какая звезда самая старая во Вселенной?

Ученные предоставляют все новые доказательства существования самых старых звезд. Эти объекты оказали самое огромное влияние на формирование других более молодых звезд и галактик.

Астрономы считают, что некоторые из самых старых звезд были в сотни раз больше нашего Солнца, но до сих пор это предположение пока ничем не подтверждено.

Однако самым потрясающий фактом является то, что возраст некоторых самых древних звезд оценивается выше возраста самой Вселенной.

1 Место — HE 1327-2326, 13-14 миллиардов лет

Международной группе исследователей удалось обнаружить старейшую из всех известных звезд, одну из тех, что появились в юной Вселенной, когда ей еще не исполнилось одного миллиарда лет (13-14 миллиардов лет назад). Новая звезда получила обозначение HE 1327-2326.

Она находится приблизительно в 5 тысячах световых лет от Земли (в нашей Галактике), в созвездии Гидры. Это значит, что самая старая звезда из всех известных во Вселенной находится всего в двух шагах от Земли.

Невооруженным глазом ее наблюдать нельзя. Наблюдение за HE 1327-2326 позволит нам больше узнать о тех временах, когда после Большого взрыва формировались самые первые звезды.

Рекордсмен обладает самым низким уровнем содержания железа из всех изученных в настоящее время звезд. В ней содержится лишь 1/250000 солнечной части тяжелых элементов. Это значит, что HE 1327-2326 сформировалась очень давно. Настолько давно, что она вполне может быть первой или одной из первых звезд, родившихся в результате Большого взрыва.

По сравнению с другим рекордсменом, звездой HE 0107-5240, HE 1327-2326 содержит вдвое меньше железа. Это обстоятельство имеет определяющее значение, поскольку указывает на то, что HE 1327-2326 сформирована в условиях очень ранней Вселенной.

Как известно, железо как химический элемент появилось лишь в результате длительной цепочки превращений термоядерного синтеза. Соответственно, чем меньше в спектре данной звезды железа, тем она старше.

Звезда HE 1327-2326 была обнаружена с помощью 3,6-метрового телескопа в Чили, принадлежащего Европейской южной обсерватории. Более полная информация о звезде была собрана несколько позднее — с помощью 8-метрового телескопа Subaru, установленного на Гавайях.

Именно на этом этапе исследователи с удивлением обнаружили, что вновь открытая звезда не только отличается рекордно низким содержанием железа в спектре, но и характеризуется сравнительно высокой долей таких элементов, как углерод, азот и стронций. Кроме того, в ее спектре практически нет лития и пока непонятно, какой же именно процесс привел к истощению запасов этого элемента.

Это, кстати, тоже аргумент в пользу древнего возраста HE 1327-2326. Звезды, родившиеся на более позднем этапе эволюции Вселенной, имеют гораздо более предсказуемый химический состав, поскольку их формирование происходило в период, когда значительная часть химических элементов уже успела сформироваться в недрах самых древних звезд и отправиться в космос в виде частиц материи, образующихся в момент взрыва очередной cверхновой.

2 Место — НE 0107-5240, 13-14 миллиардов лет

Второй (а может и первый) претендент. Международная команда астрономов обнаружила древнюю звезду, возраст которой сравним с возрастом Вселенной. Ее состав дал ученым информацию о том, из каких химических элементов она была образована вскоре после Большого Взрыва, и какие элементы тогда существовали.

Об открытии древней звезды, которая известна как НE 0107-5240, было сообщено 31 октября в выпуске британского журнала Nature.

Возраст звезды порядка 13-14 или даже 15 миллиардов лет, что более чем в три раза превышает возраст нашего Солнца, которому около 4.5 миллиардов лет. Она может быть старше, чем сама наша Вселенная.

По химическому составу это один из самых примитивных объектов, который когда-либо был обнаружен. Ключ к его возрасту состоит в том, что звезда имеет чрезвычайно низкое содержание тяжелых элементов. По сравнению с нашим Солнцем в ней содержится лишь 1/200000 солнечной части тяжелых элементов.

До этого уже находили столь же старые звезды, но из них даже самая бедная тяжелыми элементами имела в 20 раз более насыщенный состав тяжелых элементов, чем эта.

Когда первые звезды начали формироваться сразу после того, как произошел Большой Взрыв, два главных элемента, присутствующих во Вселенной, были водородом и гелием. Первые звезды, которые сформировались, как думают, были в сотни или даже тысячи более массивными, чем Солнце.

НE 0107-5240 была найдена в ореоле нашей Галактики, в области с малой плотностью, где присутствуют звезды, значительно старше, тех из которых (в основной массе) состоит галактический диск.

Отстоит звезда от нас на расстоянии в 36000 световых лет и расположена в созвездии Феникса в Южном полушарии неба.

НE 0107-5240 стоит на втором место в рейтинге, только из-за более высокого содержания в ней тяжелых элементов чем у HE 1327-2326.

3 Место — HD 140283, 13.7 миллиардов лет

С помощью орбитального телескопа Хаббл была обнаружена одна из самых древних известных человечеству звезд HD 140283.

Данные, полученные Хабблом, показываю что возраст звезды находится за пределами возраста Вселенной (этот возраст измерен по скорости расширения Вселенной — анализу реликтового излучения и радиоактивного распада элементов). С учетом возможной ошибки её возраст может оказаться в пределах 13.7 миллиардов лет.

Несмотря на огромный возраст, звезда HD 140283 найдена не в далеких пределах Вселенной. Напротив, она расположилась в Млечном пути и известна человечеству уже более ста лет.

HD 140283 находится в созвездии Весов на небольшом расстоянии от Земли – 186 световых лет — и с самого начала привлекла к себе внимание астрономов необыкновенно высокой скоростью движения. Она мчится со скоростью около 360 км/сек и за время наблюдений прошла на небосклоне путь, примерно равный радиусу полной Луны.

HD 140283 всего лишь пролетает сквозь нашу галактику. Орбита звезды пересекает плоскость Млечного пути и выходит из гало менее древних звезд, окружающих его.

В 2013 году было объявлено о том, что возраст звезды HD 140283 оценивается в 14. 5 миллиардов ± восемьсот миллионов лет.

Это тоже очень много, но, по крайней мере (с учетом погрешности), есть пересечение с реальным возрастом Вселенной. Если эти цифры верны, звезда могла родиться почти сразу или спустя 100 миллионов лет после Большого Взрыва.

4 Место — SMSS J031300.36-670839.3, 13.6 миллиардов лет

Самую старую звезду в мире, которая попала в книгу рекордов Гиннеса, обнаружили ученые из Австралии. Название звезды дал сотрудник Канберре Стефан Киллер — SMSS J031300.36-670839.3.

Интересен тот факт, что древнейшая звезда располагается очень близко к солнцу — на расстоянии всего лишь 6000 световых лет. Спектр излучения находки почти не имеет в своем составе железа. По сравнению с Солнцем, в котором количество железа в миллион раз больше. Если сравнивать SMSS J031300.36-670839.3 с другими звездами, то в них железа в 60 раз больше.

Такая звезда, по мнению специалистов, появилась около 13.6 миллиардов лет назад, т.е. до того, как произошел Большой взрыв. Как выяснилось, период появления рекордсменки намного раньше даты появления Млечного пути.

Статья, посвящённая результатам открытия SMSS J031300.36-670839.3, была опубликована в выпуске журнала Nature 9 февраля 2014 года.

Звезды подобные SMSS J031300.36-670839.3 встречаются не чаще 1 раза за миллион. Поиски такой «иголки в стоге сена» стал возможен исключительно благодаря телескопу SkyMapper, который обладает уникальной способностью идентифицировать звезды с низкой содержанием железа.

Чтобы сформировать такую древнюю звезду потребовался кусок железа, размером с Австралию, и очень много углерода. Древняя звезда характеризуется преобладанием более лёгких элементов, таких как углерод и магний, а признаки наличия железа практически отсутствуют.

Это указывает на то, что взрыв сверхновой первоначальной звезды характеризовался чрезвычайной низкой энергией. Несмотря на то, что силы взрыва хватило, на то, чтобы разрушить звезду, почти все тяжёлые элементы, такие как железо, были поглощены черной дырой, сформировавшейся в эпицентре взрыва.

Результаты этого исследования, вполне возможно, позволят разрешить несоответствие между наблюдениями и предсказаниями Большого Взрыва.

5 Место — HE 1523-0901, 13.2 миллиардов лет

HE 1523-0901 — красный гигант в созвездии Весов. Находится на расстоянии около 7500 световых лет от Солнца.

Звезду относят ко второму поколению звёзд (население II) с малым содержанием металлов ([Fe/H] = -2,95). Она была найдена в выборке ярких бедных металлом звёзд на окраинах нашей Галактики с помощью сверхмощного телескопа VLT Европейской Южной обсерватории. Группа исследователей опубликовала открытие в ApJ 10 мая 2007 года.

Возраст звезды, определённый по данным, полученным на VLT, составляет 13.2 миллиарда лет. Это позволяет назвать её самой старой звездой, известной в нашей Галактике — всего на полмиллиарда лет младше самой Вселенной (13.7 миллиарда лет по современным оценкам).

Возраст звезды определили тем же методом, что на Земле используется для определения возраста палеонтологических и археологических находок, — радиоизотопным анализом. Учитывая столь древний возраст этого космического тела, астрономы использовали радиоактивные изотопы с периодом полураспада в несколько миллиардов лет: радиоактивные европий, осмий и иридий.

Полагают, что она образовалась прямо из останков звёзд первого поколения, которые достигли конца своей жизни и взорвались сверхновыми в начале истории Вселенной.

6 Место — SDSS J0018-0939, 13 миллиардов лет

Сенсационное открытие сделали японские астрономы. Следы одной из старейших звезд обнаружены рядом с Млечным Путем. Ее остатки были вкраплены в тело другого звездного объекта в гало Млечного Пути.

Остатки небесного тела, которое располагалось в тысяче световых лет от Земли, были обнаружены в составе звезды популяции III при помощи телескопа Subaru. Объекту было присвоено имя SDSS J0018-0939.

Звезда имеет необычный химический состав, и именно благодаря сведениям о нем ученые могут узнать о факторах, которые привели к образованию небесного тела. По мнению ученых, возраст звезды может составлять около 13 миллиардов лет, в то время как Большой взрыв, после которого началось быстрое расширение Вселенной, произошел 13.8 миллиарда лет назад.

▤  Размышления к Дню Победы
▤  Что такое Слабое ядерное взаимодействие
▤  Google война с Китаем
▤  Что известно о гиперзвуковом оружии России?

Обнаружена самая древняя звезда во Вселенной

Ученые оценивают возраст нашей Вселенной в 13,8 миллиардов лет. Но когда появились первые звезды? Ответ удалось узнать несколько лет назад – согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature, самые первые небесные светила зажглись спустя 180 миллионов лет после Большого взрыва. На самом деле ученые до сих пор не могут с уверенностью сказать когда именно родились первые звезды и галактики, но существуют все основания полагать, что это произошло 400-500 миллионов лет после Большого взрыва – именно тогда Вселенная стала достаточно холодной для формирования молекул нейтрального водорода и их объединения в гигантские облака из газа, в которых и формируются звезды. Но могли ли некоторые звезды образоваться еще раньше, вскоре после Большого взрыва?

Могли ли первые звезды во Вселенной появиться до Большого взрыва

Как определить возраст звезды?

Начнем с того, что возраст нашей Вселенной удалось установить лишь в 1929 году, после того, как американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что помимо нашей галактики на просторах Вселенной существуют и другие. Более того, все эти объекты удаляются друг от друга. Хаббл понял, что поделив расстояние между галактиками на скорость их удаления друг от друга можно вычислить, как давно они были в одной точке.

Конечно, это грубая оценка возраста Вселенной. Для большей точности необходимо учесть, что из-за взаимного притяжения галактики несколько «притормаживают», а недавно открытая темная энергия, наоборот, ускоряет их. Последняя оценка возраста Вселенной – согласно данным космического аппарата «Планк», составляет 13,8 миллиарда лет. Это удалось установить с помощью открытия космического микроволнового фонового излучения или реликтового излучения.

Реликтовое излучение – это тепловое излучение, которое равномерно заполняет Вселенную. Считается, что оно возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода в ранней Вселенной.

Но как определить возраст звезд? Как объяснили ученые, содержание железа в звезде является хорошим показателем ее возраста. Важно понимать, что в течение первых двух лет существования Вселенной звезды состояли в основном из водорода и гелия. Однако в более крупных звездах различные элементы, например кремний и железо, образуются в результате ядерного синтеза. Благодаря этому процессу атомные ядра более легких элементов сливаются вместе, чтобы создать более тяжелые.

Это интересно: Ученые убивают звезды в компьютерной симуляции. Но зачем?

Как только звезда становится сверхновой, взрыв распространяет ее элементы по всей Вселенной, превращая их в строительные блоки новых звездных образований. Напомню, что вспышка сверхновой – это явление в ходе которого яркость массивной звезды увеличивается на 4-8 порядков, после чего происходит медленное затухание.

Ученые полагают, что обнаружили одну из самых древних во Вселенной

Еще больше увлекательны статей о том, какие тайны скрывает в себе наша Всленная, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Самая древняя звезда в галактике Млечный Путь

Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, исследователям удалось обнаружить самую старую звезду во Вселенной. Как пишут авторы научной работы, группа астрономов наблюдала звезду, которая вполне может оказаться почти такой же древней, как сама Вселенная. По мнению ученых, у красного гиганта, который вскоре станет сверхновой, самый низкий уровень железа по сравнению с другими известными на сегодняшний день звездными объектами.

Крайне низкое содержание железа в красном гиганте привело исследователей к выводу, что звезда родилась во времена, когда другие звезды во Вселенной не содержали такое количество элементов, как сегодня. Авторы статьи также обращают внимание на то, что звезда находится на последней стадии своей эволюции – массивные красные гиганты, как правило, заканчивают жизнь вспышкой сверхновой, после чего становятся либо нейтронными звездами (самыми плотными объектами во Вселенной), либо коллапсируют в черные дыры. Космос – очень загадочное место.

А как вы думаете, когда во Вселенной появились первые звезды? Давайте поговорим об этом с участниками нашего Telegram-чата, а также в комментариях к этой статье!

Звезда, которую обнаружила международная команда исследователей, была идентифицирована как SMSS J160540. 18-144323.1. Примечательно, что она расположена в пределах галактики Млечный Путь и находится примерно в 35 000 световых лет от Земли. Наблюдая за звездой, ученые обнаружили, что она содержит самый низкий уровень железа из всех известных звезд во всей галактике.

Этот красный гигант – самая древняя звезда в галактике Млечный Путь

Таким образом, открытие позволяет предположить, что SMSS J160540. 18-144323.1 принадлежит к древней группе звезд, жизненный путь которых можно проследить вплоть до Большого Взрыва – главного космического события, создавшего вселенную 13,8 миллиарда лет назад.

Эта невероятно анемичная звезда, которая, вероятно, образовалась всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, имеет уровень железа в 1,5 миллиона раз ниже, чем у Солнца. Это как одна капля воды в олимпийском бассейне.
Ведущий автор исследования Томас Нордландер.

Если подвести краткий итог результатам последних научных исследований, то очевидно становится три вещи: во-первых, звезда SMSS J160540.18-144323.1 скоро израсходует все топливо, питающее ее и станет сверхновой; во-вторых, ученые пока не могут точно сказать, когда именно во Вселенной появились первые звезды. Но это также означает, что будущие исследования, несомненно, помогут найти ответ на этот вопрос; и в-третьих, звезда SMSS J160540.18-144323.1 является самой древней в нашей родной галактике.

ВселеннаяЗагадки космосаЗвезды

Для отправки комментария вы должны или

Мафусаил: Самая старая звезда во Вселенной

Как звезда может быть старше Вселенной?

Самая старая звезда во Вселенной — HD140283 — или Мафусаил, как её ещё называют. На этом снимке, полученном в рамках программы Digitized Sky Survey, изображена звезда Мафусаил, расположенная на расстоянии 190,1 светового года от нас. Астрономы уточнили возраст звезды до 14,3 миллиарда лет (что старше Вселенной), плюс-минус 800 миллионов лет. Изображение опубликовано 7 марта 2013 года.

В 2000 году учёные пытались определить дату самой старой, по их мнению, звезды во Вселенной. Они провели наблюдения с помощью спутника Hipparcos Европейского космического агентства (ESA) и подсчитали, что возраст HD140283 или Мафусаила, как её обычно называют, составляет ошеломляющие 16 миллиардов лет.

Такая цифра вызвала недоумение. В конце концов, возраст Вселенной, определенный по наблюдениям космического микроволнового фона, составляет 13,8 миллиарда лет, так как же звезда может быть старше Вселенной?

Это было серьезное несоответствие
говорит астроном Говард Бонд из Университета штата Пенсильвания.

Исходя из этого, Говард Бонд и его коллеги решили выяснить правду и проверить точность этой цифры. Их выводы были столь же умопомрачительными.

Астрономы начали наблюдать за Мафусаилом, названным так в честь библейского патриарха, который, как говорят, умер в возрасте 969 лет, что делает его самым долгоживущим из всех библейских героев, более 100 лет назад. Любопытная звезда находится на расстоянии около 190 световых лет от Земли в созвездии Весов и быстро перемещается по небу со скоростью 1,3 миллиона километров в час.

Факты:

Мафусаил покрывает ширину Луны на ночном небе каждые 1 500 лет.
Мафусаила нельзя увидеть невооруженным глазом. Её можно увидеть только с помощью телескопа.
В ней содержится всего 1/250 часть железа нашего Солнца.

Было ясно, что звезда старая. Бедный металлами субгигант состоит преимущественно из водорода и гелия и содержит очень мало железа. Такой состав означает, что звезда появилась на свет, когда во Вселенной преобладали гелий и водород, а железо ещё не стало обычным явлением (более тяжёлые элементы появились только тогда, когда массивные звезды создали их в своих ядрах).

Но может ли Мафусаил действительно быть старше своего окружения более чем на два миллиарда лет? Конечно, это просто невозможно. Либо звезда была старше Вселенной, либо Вселенная была не такой «молодой», как считали учёные. А может быть, датировка была просто ошибочной. Что же это было?

Исследование возраста Муфусаила

Это вид на небо с заднего двора, окружающий древнюю звезду Мафусаил, занесенную в каталог как HD 140283. Изображение выпущено 7 марта 2013 года

Загадку такого масштаба нельзя было игнорировать, поэтому Говард Бонд и его коллеги попытались докопаться до истины, изучив 11 наборов наблюдений, которые были записаны в период с 2003 по 2011 год.

Эти наблюдения проводились датчиками точной наводки космического телескопа «Хаббл», которые отмечали положение, расстояние и энерговыделение звезд. Получив данные измерений параллакса, спектроскопии и фотометрии, учёные смогли лучше определить возраст звезды.

Одной из неопределенностей в определении возраста HD 140283 было точное расстояние до звезды. Важно было правильно определить это расстояние, потому что мы можем лучше определить её светимость и, исходя из этого, её возраст — чем ярче собственная светимость, тем моложе звезда.Мы искали эффект параллакса, то есть наблюдали за звездой с разницей в шесть месяцев, чтобы найти сдвиг в её положении из-за орбитального движения Земли, что говорит нам о расстоянии.
Говард Бонд из Университета штата Пенсильвания

Бонд добавляет, что в теоретическом моделировании звёзд также существовали неопределенности, такие как точные скорости ядерных реакций в ядре и важность элементов, диффундирующих вниз во внешних слоях. Поэтому они работали над идеей, что оставшийся гелий диффундирует глубже в ядро, оставляя меньше водорода для сжигания в процессе ядерного синтеза. Поскольку топливо расходуется быстрее, возраст уменьшается.

Ещё одним важным фактором было количество кислорода в звезде» У HD 140283 соотношение кислорода к железу оказалось выше, чем прогнозировалось, и, поскольку кислород не был в изобилии во Вселенной в течение нескольких миллионов лет, это снова указывает на меньший возраст звезды».
говорит Горвард Бонд

В результате всей этой работы Бонд и его коллеги оценили возраст HD 140283 в 14,46 миллиарда лет. Это значительно меньше заявленных ранее 16 миллиардов, но всё равно больше, чем возраст самой Вселенной.

В этом смысле оно не прояснило загадку и, на первый взгляд, просто гарантировало, что Мафусаил останется диковинкой. Но учёные установили остаточную неопределенность в 800 миллионов лет, что, по словам Бонда, позволило совместить возраст звезды с возрастом Вселенной. Это был большой прорыв.

Как и все измеренные оценки, она подвержена как случайным, так и систематическим ошибкам. Перекрытие полос ошибок даёт некоторое представление о вероятности столкновения с космологическими определениями возраста». Другими словами, наилучшим образом подтверждённый возраст звезды противоречит возрасту Вселенной (определённому по космическому микроволновому фону), и этот конфликт может быть разрешён только путём расширения полос ошибок до крайних пределов.
сказал физик Роберт Мэтьюс из Астонского университета в Бирмингеме, Великобритания, который не принимал участия в исследовании.

В результате дальнейших уточнений возраст HD 140283 ещё немного снизился. Например, в последующем исследовании 2014 года возраст звезды был уточнён до 14,27 миллиарда лет.

Опять же, если учесть все источники неопределенности, как в наблюдательных измерениях, так и в теоретическом моделировании, ошибка составляет около 700 или 800 миллионов лет, так что никакого конфликта нет, потому что 13,8 миллиарда лет лежит в пределах полосы ошибок звезды
сказала Горвард Бонд

Более того, в мае 2021 года другая группа астрономов пересмотрела лучшие оценки возраста и массы Мафусаила и, смоделировав, как звёзды меняются со временем, установила, что её возраст составляет 12 миллиардов лет. Это по-прежнему делает HD 140283 чрезвычайно старой (Солнце, для сравнения, всего лишь ребенок — ему 4,6 миллиарда лет), но при этом возраст звезды вполне укладывается в возраст Вселенной. Или нет?

Исследование возраста Вселенной

Показав сходство между возрастом Вселенной и возрастом этой старой близлежащей звезды, Горвард Бонд говорит, что проблема с возрастом самых старых звёзд гораздо менее серьёзная, чем в 1990-х годах, когда звёздный возраст приближался к 18 миллиардам лет или, в одном случае, к 20 миллиардам лет. С учётом неопределенностей в определениях, возраст сейчас сходится.

Однако, с другой стороны, Мэтьюс считает, что проблема ещё не решена. Астрономы на международной конференции ведущих космологов в Институте теоретической физики имени Кавли в Санта-Барбаре, Калифорния, в июле 2019 года были озадачены исследованиями, которые предполагали разные возрасты Вселенной. Они рассматривали измерения галактик, расположенных относительно недалеко, которые говорят о том, что Вселенная моложе на сотни миллионов лет по сравнению с возрастом, определяемым космическим микроволновым фоном.

Если возраст Вселенной не составляет 13,8 миллиарда лет, как предполагалось в 2013 году в результате детальных измерений космического излучения Европейскийм космическим телескопом «Планк», то её возраст может достигать 11,4 миллиарда лет.

Планк измерял температурные колебания микроволнового фона с гораздо лучшей чувствительностью, угловым разрешением и частотным диапазоном, чем любой предыдущий спутник, что позволило астрономам получить беспрецедентное представление о нашей Вселенной, когда она была чрезвычайно молодой, всего 300 000 лет.Высота «Планка» составляла 4,2 м, максимальный диаметр — 4,2 м; стартовая масса — около 1900 кг. Космический аппарат был выведен в космос в ходе двойного запуска вместе с космическим телескопом ЕКА «Гершель» на борту ракеты-носителя Ariane 5 EC 14 мая 2009 года. После завершения семи исследований неба и исчерпания запасов гелиевого теплоносителя 23 октября 2013 года аппарат был выключен. Центр управления операциями «Планка» (ЦУО) располагался в ESOC, Дармштадт, а Центр научных операций «Планка» (ЦНО) — в Европейском центре космической астрономии (ESAC), Мадрид, Испания. Имелось два центра обработки данных (ЦОД) — по одному для каждого бортового прибора. ЦОД ВЧ был расположен в Институте астрофизики Парижа, Франция, а ЦОД НЧ — в Астрономическом центре Триеста, Италия.

Если это действительно так, то Мафусаил снова старше Вселенной. Сюжет, действительно, сгущается, но насколько точными окажутся эти переоценки?

Одним из тех, кто стоит за исследованиями по датировке Вселенной, является нобелевский лауреат Адам Рисс из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.

Выводы основаны на идее расширяющейся Вселенной, как это показал в 1929 году Эдвин Хаббл. На это основывают свою теорию, так называемого, Большого Взрыва современные учёные, и утверждают, что когда-то существовало состояние горячей плотности, которое якобы когда-то взорвалось, растягивая пространство. Это указывает на начальную точку, которая должна быть измерима, но новые результаты показывают, что скорость расширения примерно на 10% выше, чем та, которую предполагал «Планк».

Действительно, команда «Планка» определила, что скорость расширения составляет 67,4 км в секунду на мегапарсек, но более поздние измерения скорости расширения Вселенной указывают на значения 73 или 74.

Это означает, что существует разница между измерениями скорости расширения Вселенной сегодня и предсказаниями скорости расширения, основанными на физике ранней Вселенной, сказал Рисс. Это приводит к переоценке принятых теорий, а также показывает, что еще многое предстоит узнать о темной материи и темной энергии, которые, как считается, стоят за этой загадкой.

Более высокое значение постоянной Хаббла указывает на меньший возраст Вселенной. Постоянная 67,74 км в секунду на мегапарсек приведёт к возрасту 13,8 млрд лет, в то время как постоянная 73 или даже 77, как показывают некоторые исследования, указывает на возраст Вселенной не более 12,7 млрд лет.

Это несоответствие говорит о том, что HD 140283 может быть старше Вселенной. Кроме того, в 2019 году в журнале Science было опубликовано исследование, согласно которому постоянная Хаббла составляет 82,4, что говорит о том, что возраст Вселенной составляет всего 11,4 миллиарда лет. Астрономы надеются, что космический телескоп Джеймса Уэбба сможет пролить свет на эту конкретную загадку.

Роберт Мэтьюс считает, что ответы лежат в более глубокой космологической проработке.

Я подозреваю, что скорее наблюдательные космологи упустили что-то, что создает этот парадокс, чем звездные астрофизики и измерения звёзд, возможно, более точные. Это не потому, что космологи в каком-то смысле небрежнее, а потому, что определение возраста Вселенной подвержено большему количеству и, возможно, более хитрым наблюдательным и теоретическим неопределенностям, чем определение возраста звёзд.
физик Роберт Мэтьюс из Астонского университета в Бирмингеме, Великобритания, который не принимал участия в исследовании.

Почему Вселенная кажется моложе Мусуаила?

Художественный портрет формирования первых звёзд во Вселенной

Но что может заставить Вселенную потенциально казаться моложе этой конкретной звезды?

Есть два варианта, и история науки говорит о том, что в таких случаях реальность представляет собой смесь обоих вариантов. В данном случае это источники ошибок наблюдений, которые ещё не до конца поняты, плюс некоторые пробелы в теории динамики Вселенной, такие как сила тёмной энергии, которая является главным двигателем космического расширения уже многие миллиарды лет.
сказал физик Роберт Мэтьюс

Роберт предполагает возможность того, что нынешний «возрастной парадокс» отражает изменение времени в тёмной энергии и, таким образом, изменение скорости ускорения— возможность, которую теоретики сочли совместимой с идеями о фундаментальной природе гравитации, такими как, так называемая, теория причинных множеств. Новые исследования гравитационных волн могут помочь разрешить этот парадокс, сказал Роберт Мэтьюс.

Для этого учёные будут смотреть на пульсации в ткани пространства и времени, создаваемые парами мёртвых звёзд, а не полагаться на космический микроволновый фон или наблюдение за близлежащими объектами, такими как переменные Цефеиды и сверхновые, для измерения постоянной Хаббла — в первом случае скорость равна 67 км в секунду на мегапарсек, а во втором — 73.

Проблема в том, что измерение гравитационных волн — непростая задача, поскольку они были впервые непосредственно обнаружены только в 2015 году. Но, по мнению Стивена Фини, астрофизика из Flatiron Institute в Нью-Йорке, прорыв может быть совершён в течение следующего десятилетия.

Идея заключается в том, чтобы собрать данные о столкновениях между парами нейтронных звезд, используя испускаемый ими видимый свет, чтобы выяснить скорость их движения относительно Земли. Это также предполагает анализ результирующих гравитационных волн для определения расстояния — оба этих метода в совокупности могут дать наиболее точное измерение постоянной Хаббла.

Загадка возраста HD 140283 ведёт к чему-то большему и более сложному с научной точки зрения, меняя понимание того, как устроена Вселенная.

Наиболее вероятными объяснениями парадокса являются какой-то упущенный эффект наблюдений и/или что-то большое, что отсутствует в нашем понимании динамики космического расширения. Что именно это «что-то», астрономы ещё долго будут ломать голову.
сказал физик Роберт Мэтьюс

P.S.

На скрипучей телеге, сугубо-материалистического мировоззрения в настоящей науке далеко не уедешь. Всё равно, рано или поздно, настоящий учёный доберётся до таких научных горизонтов, где станут непригодными имеющиеся опоры, на которых держится вся цепочка человеческих умозаключений. Сегодня люди зачастую пытаются объяснить невидимое на примерах видимого. Вот и получается «горе от ума», во многих случаях происходит несостыковка теорий и случайно обнаруженных фактов. У тех же учёных до сих пор нет чёткого представления о том, например, чем на самом деле является электрический ток, что такое гравитация или чёрная дыра. И, тем не менее, они оперируют этими понятиями. Но для того чтобы глобально понять и вникнуть в природу этих явлений, необходимо иметь фундаментально иное миропонимание, качественно отличное от материального мировоззрения.

Друзья, а что вы думаете по поводу этого?

Мафусаил: старейшая звезда во Вселенной

Самая старая звезда во Вселенной — HD140283, или, как ее обычно называют, Мафусаил. На этом оцифрованном изображении обзора неба показана звезда Мафусаил, расположенная на расстоянии 190,1 световых года от нас. Астрономы уточнили возраст звезды примерно до 14,3 миллиарда лет (что старше Вселенной) плюс-минус 800 миллионов лет. Изображение опубликовано 7 марта 2013 г.
(Изображение предоставлено: Оцифрованный обзор неба (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech и UKSTU/AAO)

В 2000 году ученые установили дату того, что, по их мнению, было самой старой звездой во Вселенной. Они провели наблюдения со спутника Hipparcos Европейского космического агентства (ESA) и подсчитали, что HD140283 — или Мафусаил, как его обычно называют — имеет ошеломляющий возраст — 16 миллиардов лет.

Такая цифра несколько обескуражила. В конце концов, возраст Вселенной, определенный по наблюдениям за космическим микроволновым фоном, составляет 13,8 миллиарда лет, так как же звезда может быть старше Вселенной?

«Это было серьезное несоответствие», — говорит астроном Говард Бонд из Пенсильванского государственного университета. Помня об этом, Бонд и его коллеги решили выяснить правду и проверить точность цифры. Их выводы были такими же ошеломляющими.

Связанный: Звезда Мафусаила: Обнаружена старейшая из известных звезд (галерея)

Астрономы начали наблюдать Мафусаила, названного в честь библейского патриарха, который, как говорят, умер в возрасте 969 лет, что делает его самым долгоживущим из всех фигур в Библия — более 100 лет назад. Любопытная звезда находится примерно в 190 световых годах от Земли в созвездии Весов и быстро перемещается по небу со скоростью 800 000 миль в час (1,3 миллиона километров в час).

Краткие факты:

— Мафусаил покрывает ширину Луны в ночном небе каждые 1500 лет.

– Невооруженным глазом Мафусаила не увидишь. Ее можно увидеть только в телескоп

– Она содержит всего 1/250 железа, содержащегося в нашем Солнце

Было ясно, что звезда старая. Бедный металлами субгигант преимущественно состоит из водорода и гелия и содержит очень мало железа. Такой состав означал, что звезда должна была появиться, когда во Вселенной доминировали гелий и водород, и до того, как железо стало обычным явлением (более тяжелые элементы появились только тогда, когда массивные звезды создали их в своих ядрах)

Но мог ли Мафусаил действительно быть более чем на два миллиарда лет старше своего окружения? Наверняка это просто невозможно. Либо звезда была старше Вселенной, либо Вселенная была не такой «молодой», как думали ученые. Или, может быть, датировка была просто неправильной. Что должно было быть?

Исследование возраста Мафусаила

Это вид неба с заднего двора вокруг древней звезды Мафусаил, занесенной в каталог как HD 140283. Изображение опубликовано 7 марта 2013 г. (Изображение предоставлено: A. Fujii и Z. Leway (STScI) )

Загадку такого масштаба нельзя было игнорировать, поэтому Бонд и его коллеги попытались докопаться до истины, проанализировав 11 серий наблюдений, записанных в период с 2003 по 2011 год.

Эти наблюдения были сделанные датчиками точного наведения космического телескопа Хаббла, которые отмечали положение, расстояние и выходную энергию звезд. Измерения параллакса, спектроскопии и фотометрии позволили ученым определить лучшее чувство возраста.

«Одной из неопределенностей с возрастом HD 140283 было точное расстояние до звезды, — сказал Бонд. «Было важно сделать это правильно, потому что мы можем лучше определить ее светимость и, следовательно, ее возраст — чем ярче собственная светимость, тем моложе звезда».

Истории по теме:

это означало, что мы наблюдали за звездой с разницей в шесть месяцев, чтобы найти сдвиг в ее положении из-за движения Земли по орбите, что говорит нам о расстоянии».0003

Бонд добавляет, что в теоретическом моделировании звезд также были неточности, такие как точные скорости ядерных реакций в ядре и важность элементов, диффундирующих вниз во внешние слои. Поэтому они работали над идеей, что оставшийся гелий диффундирует глубже в ядро, оставляя меньше водорода для сжигания в результате ядерного синтеза. Чем быстрее расходуется топливо, тем меньше возраст.

«Еще одним важным фактором было количество кислорода в звезде, — сказал Бонд. У HD 140283 соотношение кислорода к железу было выше, чем предполагалось, и, поскольку кислорода во Вселенной не было в изобилии в течение нескольких миллионов лет, это снова указывало на более низкий возраст звезды.

В результате всей этой работы Бонд и его сотрудники оценили возраст HD 140283 в 14,46 миллиарда лет. Это было значительное сокращение по сравнению с заявленными ранее 16 миллиардами, но все же это больше, чем возраст самой Вселенной.

В этом смысле это не прояснило тайну и, на первый взгляд, просто гарантировало, что Мафусаил останется диковинкой. Но ученые установили остаточную неопределенность в 800 миллионов лет, что, по словам Бонда, делает возраст звезды совместимым с возрастом Вселенной. Это был большой прорыв.

Связанный: Проверьте свои знания в этом звездном тесте исследование. «Наложение полос погрешностей дает некоторое указание на вероятность конфликта с космологическими определениями возраста»

«Другими словами, наиболее подтвержденный возраст звезды противоречит возрасту Вселенной [как определено космический микроволновый фон], и конфликт может быть разрешен только путем доведения планок погрешностей до их крайних пределов».

Дальнейшие уточнения привели к тому, что возраст HD 140283 еще немного снизился. Например, последующее исследование 2014 года обновило возраст звезды до 14,27 миллиарда лет. «Опять же, если учесть все источники неопределенности — как в наблюдательных измерениях, так и в теоретическом моделировании — ошибка составляет около 700 или 800 миллионов лет, поэтому конфликта нет, потому что 13,8 миллиарда лет лежат в пределах погрешности звезды», — сказал Бонд. .

Более того, в мае 2021 года другая группа астрономов пересмотрела наилучшие оценки возраста и массы Мафусаила и, смоделировав, как меняются звезды с течением времени, установила, что его возраст составляет 12 миллиардов лет. Это по-прежнему делает HD 140283 чрезвычайно старой (солнцу, для сравнения, всего лишь ребенок в 4,6 миллиарда лет), но она точно и точно определяет возраст звезды как возраст Вселенной. Или это так?

Исследование возраста Вселенной

На этом рисунке показана временная шкала Вселенной, основанная на теории Большого взрыва и моделях инфляции. (Изображение предоставлено NASA/WMAP)

(открывается в новой вкладке)

С одной стороны, Бонд говорит, что попытки датировать Мафусаила — это «удивительное научное достижение, которое предоставляет очень убедительные доказательства картины Вселенной Большого Взрыва». Показывая сходство между возрастом Вселенной и этой старой ближайшей звезды, он говорит, что проблема с возрастом самых старых звезд гораздо менее серьезна, чем это было в 19 веке.90-х годов, когда звездный возраст приближался к 18 миллиардам лет или, в одном случае, к 20 миллиардам лет. «С неопределенностью определений возрасты теперь согласны», — сказал Бонд.

Но, с другой стороны, Мэтьюз считает, что проблема еще не решена. Астрономы на международной конференции ведущих космологов в Институте теоретической физики им. Кавли в Санта-Барбаре, штат Калифорния, в июле 2019 года были озадачены исследованиями, предполагающими разный возраст Вселенной. Они изучали измерения относительно близких галактик, которые предполагают, что Вселенная моложе на сотни миллионов лет по сравнению с возрастом, определяемым космическим микроволновым фоном.

Похожие: 7 удивительных фактов о Вселенной

Возраст Вселенной не 13,8 миллиарда лет, согласно подробным измерениям космического излучения, проведенным Европейским космическим телескопом «Планк» в 2013 году, возраст Вселенной может достигать 11,4 миллиарда лет. Если это действительно так, то Мафусаил снова на единицу старше вселенной. Сюжет, действительно, запутывается, но насколько точны эти переоценки?

Одним из тех, кто стоит за современными исследованиями Вселенной, является лауреат Нобелевской премии Адам Рисс из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.

Выводы основаны на идее расширяющейся Вселенной, показанной в 1929 году Эдвином Хабблом. Это фундаментально для Большого Взрыва — понимания того, что когда-то существовало состояние горячей плотности, которое взорвалось, растянув пространство. Это указывает на отправную точку, которую можно измерить, но новые данные свидетельствуют о том, что скорость расширения примерно на 10% выше, чем предложенная Планком.

Действительно, команда Планка определила, что скорость расширения составляет 67,4 км в секунду на мегапарсек, но более поздние измерения скорости расширения Вселенной указывают на значения 73 или 74.

Это означает, что существует разница между измерением того, насколько быстро Вселенная расширяется сегодня, и предсказаниями того, как быстро она должна расширяться, основанными на физике ранней Вселенной, сказал Рисс. Это приводит к переоценке общепринятых теорий, а также показывает, что еще многое предстоит узнать о темной материи и темной энергии, которые, как считается, стоят за этой загадкой.

Связанный: 5 странных фактов о наблюдении за рождением Вселенной

Более высокое значение постоянной Хаббла указывает на более короткий возраст Вселенной. Константа 67,74 км в секунду на мегапарсек приводит к возрасту 13,8 миллиарда лет, тогда как одно из 73 или даже 77, как показали некоторые исследования, указывает на возраст Вселенной не более 12,7 миллиарда лет.

Это несоответствие предполагает, как уже говорилось, что HD 140283 все еще может быть старше Вселенной. С тех пор его также заменило исследование 2019 года, опубликованное в журнале Science, в котором предложена постоянная Хаббла, равная 82,4, что предполагает, что возраст Вселенной составляет всего 11,4 миллиарда лет. Астрономы надеются, что космический телескоп Джеймса Уэбба сможет пролить свет на эту загадку.

Мэтьюз считает, что ответы кроются в более глубоком космологическом совершенствовании. «Я подозреваю, что космологи-наблюдатели упустили что-то, что создает этот парадокс, а не звездные астрофизики», — сказал он, указывая на то, что измерения звезд, возможно, более точны.

«Это не потому, что космологи более небрежны, а потому, что определение возраста Вселенной подвержено большим и, возможно, более сложным наблюдениям и теоретическим неопределенностям, чем возраст звезд.»

Почему Вселенная кажется моложе Мафусаила?

Представление художника о формировании первых звезд Вселенной. (Изображение предоставлено NASA/WMAP Science Team)

(открывается в новой вкладке)

Но что может заставить Вселенную казаться моложе этой конкретной звезды?

«Есть два варианта, и история науки показывает, что в таких случаях реальность представляет собой смесь обоих», — сказал Мэтьюз. «В этом случае это были бы источники ошибок наблюдений, которые не были полностью поняты, плюс некоторые пробелы в теории динамики Вселенной, такие как сила темной энергии, которая была основной движущей силой космического расширения. уже много миллиардов лет».

Связанный: Объяснение тайны темной материи и темной энергии (инфографика)

Он предполагает возможность того, что нынешний «парадокс возраста» отражает изменение темной энергии во времени и, следовательно, изменение скорости ускорения — возможность, обнаруженная теоретиками, может быть совместима с идеями о фундаментальной природе гравитации, такими как так называемая каузальная теория множеств. По словам Мэтьюза, новое исследование гравитационных волн может помочь разрешить этот парадокс.

Чтобы сделать это, ученые будут смотреть на рябь в ткани пространства и времени, созданную парами мертвых звезд, вместо того, чтобы полагаться на космический микроволновый фон или мониторинг близлежащих объектов, таких как переменные цефеиды и сверхновые, для измерения Хаббла. Постоянная — первая приводит к скорости 67 км в секунду на мегапарсек, а вторая — к 73.

Проблема в том, что измерение гравитационных волн — непростая задача, учитывая, что впервые они были непосредственно обнаружены только в 2015 году. десятилетие. Идея состоит в том, чтобы собрать данные о столкновениях между парами нейтронных звезд, используя видимый свет, излучаемый этими событиями, чтобы определить скорость, с которой они движутся относительно Земли. Это также влечет за собой анализ результирующих гравитационных волн для представления о расстоянии — и то, и другое можно объединить, чтобы дать измерение постоянной Хаббла, которое должно быть наиболее точным.

Тайна эпохи HD 140283 ведет к чему-то большему и более сложному с научной точки зрения, изменяющему понимание того, как устроена Вселенная.

«Наиболее вероятные объяснения парадокса — это какой-то упущенный из виду эффект наблюдения и/или что-то большое, чего не хватает в нашем понимании динамики космического расширения», — сказал Мэтьюз. Что именно представляет собой это «что-то», несомненно, какое-то время будет задавать вопросы астрономам.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше о датчиках точного наведения (откроется в новой вкладке) космического телескопа Хаббла. Посмотрите эту интересную историю (откроется в новой вкладке) космического телескопа Хаббл. Узнайте, как WMAP (открывается в новой вкладке) проводит космологические измерения и определяет возраст Вселенной.

Библиография

Тан, Цзяньлин и Меридит Джойс. «Пересмотренные наилучшие оценки возраста и массы звезды Мафусаил HD 140283 с использованием MESA и интерферометрии и последствий для одномерной конвекции (открывается в новой вкладке)» Research Notes of the AAS 5. 5 (2021 г.): 117.
Линкольн, Дон. «Нашли ли астрономы звезду старше Вселенной? (открывается в новой вкладке)» Учитель физики 59.3 (2021): 154–158.
Бонд, Ховард Э. и др. «HD 140283: звезда в окрестностях Солнца, образовавшаяся вскоре после Большого взрыва. (открывается в новой вкладке)» The Astrophysical Journal Letters 765.1 (2013): L12.
Кателан, М. «Возраст (самых старых) звезд. (открывается в новой вкладке)» Proceedings of the International Astronomical Union 13.S334 (2017): 11-20.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Дэвид Крукс (David Crookes) — британский журналист, работающий в области науки и технологий, профессионально пишет уже более двух десятилетий. Получив образование в Университете Дарема в Англии, он писал статьи для десятков газет, журналов и веб-сайтов, включая The Independent, The i Paper, London Evening Standard, BBC Earth, How It Works и LiveScience. С 2014 года он регулярно публикуется в дочернем издании Space.com, журнале All About Space.0003

Мафусаил: старейшая звезда во Вселенной

Связанный: Звезда Мафусаила: Обнаружена старейшая из известных звезд (галерея)

Краткие факты:

— Мафусаил покрывает ширину Луны в ночном небе каждые 1500 лет.

– Невооруженным глазом Мафусаила не увидишь. Ее можно увидеть только в телескоп

– Она содержит всего 1/250 железа, содержащегося в нашем Солнце

Исследование возраста Мафусаила

Истории по теме:

Исследование возраста Вселенной

(открывается в новой вкладке)

Похожие: 7 удивительных фактов о Вселенной

Связанный: 5 странных фактов о наблюдении за рождением Вселенной

Почему Вселенная кажется моложе Мафусаила?

Представление художника о формировании первых звезд Вселенной. (Изображение предоставлено NASA/WMAP Science Team)

(открывается в новой вкладке)

Но что может заставить Вселенную казаться моложе этой конкретной звезды?

Связанный: Объяснение тайны темной материи и темной энергии (инфографика)

Дополнительные ресурсы

Библиография

Тан, Цзяньлин и Меридит Джойс. «Пересмотренные наилучшие оценки возраста и массы звезды Мафусаил HD 140283 с использованием MESA и интерферометрии и последствий для одномерной конвекции (открывается в новой вкладке)» Research Notes of the AAS 5. 5 (2021 г.): 117.
Линкольн, Дон. «Нашли ли астрономы звезду старше Вселенной? (открывается в новой вкладке)» Учитель физики 59.3 (2021): 154–158.
Бонд, Ховард Э. и др. «HD 140283: звезда в окрестностях Солнца, образовавшаяся вскоре после Большого взрыва. (открывается в новой вкладке)» The Astrophysical Journal Letters 765.1 (2013): L12.
Кателан, М. «Возраст (самых старых) звезд. (открывается в новой вкладке)» Proceedings of the International Astronomical Union 13.S334 (2017): 11-20.

Звезда старше Вселенной

Оцифрованное исследование неба (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech и UKSTU/AAO

Звезда HD 140283 является субгигантом, возраст которого оценивается в 14,46 миллиарда лет. Это может удивить тех из вас, кто помнит, что возраст Вселенной оценивается в 13,77 миллиарда лет. Казалось бы, эта конкретная звезда, которую иногда называют звездой Мафусаила, старше Вселенной.

Бывают случаи, когда такая необычная находка заставляет нас переосмыслить то, что мы знаем о Вселенной, и вообще приводит к революции в наших космологических теориях. это , а не один из таких случаев. Чтобы понять почему, нам нужно посмотреть, как мы определяем возраст такой звезды.

Развитие большинства звезд происходит по определенной схеме. Протозвезда гравитационно коллапсирует, из-за чего водород начинает сливаться в ее ядре, превращая ее в настоящую звезду. Звезда входит в то, что известно как главная последовательность, где она проводит миллиарды лет (в зависимости от ее размера) как стабильная звезда. Когда он истощает свой водород, он входит в свою последнюю стадию как красный гигант или что-то подобное, прежде чем стать сверхновой/белым карликом/и т. д., опять же в зависимости от его размера.

Определить возраст звезды главной последовательности сложно, потому что за этот период они не сильно меняются. Есть небольшие изменения, которые можно наблюдать, но они незаметны. Это похоже на определение возраста человека. Тот, кому 20, выглядит молодо. Тот, кому 80 лет, выглядит старым. А вот кого-то 30–50 оценить сложнее, потому что люди среднего возраста, как правило, десятилетиями сохраняют один и тот же вид. То же самое верно и для звезд главной последовательности среднего возраста.

К счастью для астрономов, HD 140283 не является звездой главной последовательности. Это субгигантская звезда, что означает, что она покинула главную последовательность и движется к стадии красного гиганта. Один только этот факт говорит нам, что это более старая звезда, потому что она начинает вступать в свою последнюю стадию жизни. Так что мы точно знаем, что ему миллиарды лет.

Другим фактом, который мы можем использовать для определения возраста звезды, является то, что известно как ее металличность. В астрономии «металл» — это все, что угодно, только не водород и гелий. Водород и гелий — два элемента, образовавшиеся в результате Большого взрыва, поэтому первые звезды (так называемые звезды населения III) не содержали «металлов». Эти первые звезды должны были сплавить водород и гелий в своем ядре (в металлы), а затем закончить свою жизнь взрывами сверхновых. Газовые и пылевые остатки этих первых звезд затем коллапсировали под действием силы тяжести, образуя новые звезды. Эти новые звезды будут содержать некоторое количество металлов (но не много), поэтому они будут звездами с низкой металличностью (население II).

С каждым поколением новых звезд, формирующихся из остатков старых, можно ожидать, что металличность будет выше. Таким образом, звезды с высокой металличностью моложе звезд с низкой металличностью. Наше Солнце, например, является звездой с высоким содержанием металлов, и его возраст оценивается в 4,57 миллиарда лет. HD 140283 — звезда с очень низкой металличностью, поэтому она, вероятно, образовалась из остатков звезд самого первого поколения. Это означает, что он должен был сформироваться на ранней стадии Вселенной.

Как субгиганту с низкой металличностью можно предположить, что возраст Мафусаила составляет около 12-13 миллиардов лет. Чтобы быть более точным, нам нужно посмотреть на динамику того, как звезды производят энергию в своих ядрах, и как это связано с размером и яркостью звезды. У нас есть относительно хорошие модели, но они основаны на тщательных наблюдениях за звездой.

Два самых важных наблюдения — расстояние до звезды и температура. Температуру можно определить относительно легко, глядя на спектры звезды. Расстояние немного сложнее. К счастью, HD 140283 находится относительно близко к нам, поэтому мы смогли измерить ее параллакс. Исходя из этого, мы определили, что расстояние до нее составляет 190,1 световых года. Зная ее расстояние и температуру, мы можем определить ее светимость, и это говорит нам о том, сколько энергии производит звезда в настоящее время.

Но здесь все становится особенно сложно. Как описано в статье, опубликованной ранее в этом году в Astrophysical Journal Letters (которая находится за платным доступом, но вы можете увидеть черновую версию здесь), расчетный возраст звезды зависит не только от того, сколько энергии она производит сейчас, но как он производил энергию на протяжении всей своей жизни. Эта скорость зависит от таких вещей, как количество железа и кислорода, содержащихся в звезде (поскольку эти элементы могут влиять на скорость синтеза).

Тщательные измерения металличности звезды, особенно железа и кислорода, позволили авторам вычислить возраст HD 140283 в 14,46 миллиарда лет с погрешностью в 800 миллионов лет в любом случае. Это может показаться противоречащим принятому возрасту Вселенной (13,77 миллиарда лет), но неопределенность означает, что возраст звезды может составлять всего 13,6 миллиарда лет, что соответствует возрасту Вселенной.