Звезда, бросившая вызов общепринятому возрасту Вселенной

Согласно общепринятой Теории Большого взрыва, Вселенной около 13,8 млрд лет, но, опираясь на последние данные, астрономы говорят о том, что первые звёзды во Вселенной появились около 150-200 млн лет после её рождения, однако одна из светил является очень известной в научном сообществе, и её история изучения связана со многими спорами, разногласиями и даже выдуманными небылицами. Речь идёт о звезде HD 140283 (её неофициальное название - Звезда Мафусаила, это имя она получила в честь ветхозаветного патриарха, предка Ноя, старейшего человека, когда-либо жившего на Земле и указанного в Библии — Мафусаил дожил до 969 лет). Весь переполох в том, что её провозгласили однажды звездой, старше самой Вселенной! Что ж, любопытный вызов, который непременно стоит принять, чтобы разобраться в столь интересной детективной космической хронике!

Как звезда может оказаться старше самой Вселенной? На ум приходят два варианта: либо мы неверно оцениваем возраст нашего мироздания, либо слишком самоуверенно определяем возраст звёзд. А, быть может, дело и вовсе в качестве полученных данных?

С этой звездой человечество познакомилось ещё в 1912 году, когда её впервые наблюдал американский астроном Уолтер Сидни Адамс - его привлекла необычайно быстрая скорость её собственного движения в пространстве. Более поздние наблюдения показали, что это реактивное светило несётся со скоростью около 1 300 000 км/ч через плоскость Млечного Пути! Её орбита проходит через звёздное гало, окружающее диск нашей Галактики. Звёздное гало Млечного Пути - это сферическая область вокруг галактического диска, где проживают звёзды и звёздные скопления. Звездообразование в звездном гало Млечного Пути давно прекратилось, и обитают здесь в основном старые светила, которым около 12 млрд лет. Как они оказались выброшенными из рукавов нашей Галактики? Такое явление наблюдается не только в Млечном Пути: дело в том, что галактики - хищные, они могут поглощать своих более мелких соседей, а в процессе столкновения с ними часть звёзд остаётся выброшенной или потерянной, и обречены они навеки быть изгоями, оставшимися вокруг галактики, будучи в её гравитационном плену. Вот и Звезда Мафусаила - не исключение.

По своему химическому составу она отличается от звёзд нашей Галактики, а, следовательно, она даже не является нашей родной - она жила в другой карликовой галактике, которая была спутницей Млечного Пути, и которую Млечный Путь поглотил около 12 млрд лет назад. Однако учёные не отрицают и другой версии о том, что Звезда Мафусаила - это, всё же, жительница Млечного Пути, но слияние с карликовой галактикой всё-таки заставило эту "старушку" мигрировать в гало. Вот теперь и вращается она в направлении, перпендикулярном плоскости галактического диска.

Согласно последним данным от телескопа "Хаббл", нас разделяют 202 световых года. Она является жёлтой звездой-субгигантом, сошедшей с главной последовательности, но ещё не перешедшей на стадию красного гиганта - в этот период звезда охлаждается и увеличивается в размере, а её светимость остаётся практически неизменной. Ядро звезды горячо, но инертно, то есть водородные реакции в нём уже прекратились, а гелиевые ещё пока не начались. Несмотря на свой статус субгиганта, она ненамного больше нашего Солнца: она в 1.3 раза тяжелее, в 1.5 раза крупнее и в 4 раза ярче. Температура её поверхности такая же, как и на Солнце - около 5 700 С - 6 000 С. Находится эта "старушка" в созвездии Весов почти на границе с созвездием Змееносца, но невооружённым глазом рассмотреть её невозможно - увидеть её получится лишь благодаря простому телескопу или биноклю. Поохотиться на эту звезду можно в период с марта по август, находясь на всей территории России.

А теперь к делу...

Её возраст выдала низкая металличность, содержание железа и кислорода в её фотосфере соответственно в 250 и 50 раз меньше, чем у Солнца. Что означает металличность? Дело в том, что астрономы выделяют 3 поколения звёзд во Вселенной. Третье поколение - это самые древние, самые ранние звёзды, которые первыми зарождались во Вселенной, не были стабильными, а потому и быстро погибали. Третье поколение звёзд гипотетическое, поскольку никто пока ничего подобного на просторах космоса не встречал. Ранняя Вселенная состояла в основном из водорода и гелия - такой же состав был и у первых светил. Это лёгкие элементы, поэтому на них долго и не продержишься. Более тяжёлые элементы - металлы. Они синтезировались в недрах этих массивных звёзд и вскоре начали высвобождаться в процессе взрывов первых сверхновых - так во Вселенной получился материал, необходимый для формирования более стабильных звёзд. Металлов в те далёкие времена было немного, и звёзды второго поколения уже содержали, пусть и незначительный их процент. Соответственно, первое поколение звёзд отличается большим количеством тяжёлых элементов - таких звёзд большинство в Млечном Пути, и Солнце тоже из их числа. Металличность как раз и показывает возраст звёзд. С неё-то и начались все парадоксы.

Первоначально группа астрономов из государственного университета Пенсильвании под руководством Говарда Бонда в 2013 году, опираясь на данные телескопа "Хаббл" и спектроскопический химический анализ атмосферы звезды, насчитала возраст светила в 16 млрд лет (тогда как самой Вселенной - 13,8 млрд). Чтобы узнать возраст звезды, нужно было узнать её светимость, которую, в свою очередь, можно вычислить, зная видимую яркость и удалённость от нас. Расстояние удалось определить точно, поскольку звезда не так уж далеко проживает от Солнца.

16 млрд лет - это ни в какие рамки! Ведь звёзды по типу нашего Солнца даже и не дожили бы до такого почтенного возраста, да и быть старше Вселенной - тоже невозможная возможность. Тогда астрономы решили объединить все данные с разных телескопов, спутников и обсерваторий для уточнения расстояния, светимости и спектрального класса. Расстояние сократилось до 190 световых лет, но даже при этой отметке возраст звезды снова не укладывался в общепринятые представления - 14,5 млрд лет с погрешностью в 800 миллионов. Началась длинная история разных исследований и работ, главной темой которых было "омолаживание" Мафусаила. Уточнения, вычисления и компьютерное моделирование показало в итоге, что Мафусаилу около 13,3 млрд лет, и он является лишь очень древней звездой, родившейся в эпоху "детства" Вселенной.

Короче говоря, если честно, возраст звезды подогнали под модель Большого взрыва и спокойно выдохнули: теперь всё сходится. Но что-то подсказывает, что во Вселенной не всё так просто. Например, всё чаще учёные находят крупномасштабные скопления галактик, которые умудрились сформироваться на очень ранних этапах её развития, что не особо сходится с общепринятой теорией. Возможно, придётся, и довольно скоро, не подгонять возраст звёзд и галактик под общепринятую модель, а задаться другим вопросом - а каков именно возраст самой Вселенной? Может быть, она гораздо старше? Или и вовсе - вечна?..

источник: