Придуман новый способ определения возраста звезд
Сидни Барнс (Sydney Barnes) из американской Обсерватории имени Персиваля Лоуэлла (Lowell Observatory, г.Флагстафф, штат Аризона), придумал новый способ наиболее точного определения возраста одиночных звезд.
Как известно, определить истинный возраст одиночной звезды (в отличие от звезд, входящих в какое-либо звездное скопление) не так-то просто. Звезды, живущие в кластерах, как правило, рождаются примерно в одно и то же время и из одного и того же протозвездного облака. Наиболее массивные "младенцы" при этом очень быстро эволюционируют и умирают самыми первыми, ну а наименее массивные их собратья продолжают как ни в чем не бывало жить (оставаясь в пределах основной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела) и светить нам из космических далей... Этот эффект сегрегации по массам и используется обычно (еще с 1960-х гг.) для определения общего возраста того и иного скопления, который собственно и эквивалентен возрасту отдельных входящих в него звезд.
Однако с отдельными одиночными звездами все не так просто. Простейшие методы оценки порой дают весьма и весьма неопределенный ответ на вопрос о возрасте той или иной звезды. Конечно, зная расстояние до звезды, измеряя ее цветовую температуру и яркость, нужную оценку произвести можно. Однако в случае стабильных звезд интервал, на протяжении которого они практически не меняются, уж очень велик, и вышеописанный метод может давать значения, которые отличаются между собой раза в два.
К счастью, звездам присущи и другие свойства, которые также меняются со временем. Так, при рождении из фрагментированного газового облака, испытывающего коллапс, звезды появляются обычно быстро вращающимися (в силу несимметричного выпадения вещества на протозвезду), затем они постепенно замедляют свое вращение, потому что частицы, выдуваемые звездными ветрами, приводят к перераспределению орбитального момента (момента количества движения), т.е. уносят с собой энергию вращения. Скорость вращения звезды может быть получена из "смазанности" ее спектра, а также путем изучения движения звездных пятен - аналога всем известных пятен на Солнце.
И вот Барнс, опираясь на возраст нашего Солнца (4,6 миллиарда лет) и его нынешний период вращения (26 дней), изучил темп этого замедления и использовал получившуюся зависимость для вычисления возрастов некоторых типичных звезд с известными периодами вращения. Выяснилось, что одной лишь скорости вращения звезды для получения достоверных результатов мало - требуется еще сопоставить эту скорость вращения с цветовой температурой и массой звезды. С помощью своего метода (названного им гирохронологическим - gyrochronology) Барнс определил возраст некоторых известных маломассивных звезд, для которых уже существовали оценки, выполненные более традиционными методами (определение хромосферного возраста), и нашел, что его результаты прекрасно согласуются с этими самыми оценками. Новый метод особенно актуален для дифференциации возрастов звезд, подобных нашему Солнцу (желтых карликов) которые очень длительные промежутки времени находятся в практически неизменном состоянии (особенно интересно узнать возраст звезды, у которой обнаружена планетная система). Преимуществом гирохронологического метода можно считать и то, что он в общем случае не требует знания расстояния до исследуемой звезды.
При использовании метода цветовой яркости 10%-ая неопределенность при измерении расстоянии до солнцеподобной звезды может обернуться 50%-ой неопределенностью при определении ее возраста. Астрофизики порой не могут решить, 2 миллиарда лет звезде или все 10 миллиардов. Существующий метод оценки возраста по цветовой яркости для таких звезд можно сравнить с "оценкой возраста человека по наличию седых волос или плешивости" (как иронично замечает в своей новой работе Барнс).
Барнс утверждает, что неопределенность его гирохронологического метода не превышает 15%. Правда, определенная сложность заключается в том, что новорожденные звезды могут быть "закручены" с существенно разными скоростями (в случае самых молодых звезд гирохронологический метод попросту не работает) и лишь со временем эта разница сглаживается. Поэтому перед широким внедрением нового метода в исследования звезд необходимо еще изучить звездную динамику на самых ранних ее этапах (запланирована публикация в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal - ApJ), а пока статью можно прочитать на сайте электронных препринтов arXiv.org).
Источники:
How Old Are Stars? Enter Gyrochronology - a Powerful New Method to Determine Stellar Ages - Lowell Observatory
Single stars may finally admit their ages - New Scientist
Ages for illustrative field stars using gyrochronology: viability, limitations and errors - arXiv.org - astro-ph
Статьи по теме
Swift "засек" самую мощную вспышку на соседней звезде
C помощью спутника Swift удалось зарегистрировать мощнейшую звездную вспышку. Данный выброс оказался настолько мощным, что случись это на нашем Солнце, событие угрожало бы существованию жизни на Земле. Выделившаяся при этом энергия в сто миллионов раз превысила параметры типичной солнечной вспышки.
Загадочная звездная вспышка 2002 года остается необъясненной
Таинственный катаклизм, потрясший несколько лет назад звезду V838 из созвездия Единорога, до сих пор остается для астрономов загадкой. Свежее исследование на эту тему выводит на передний план гипотезу, согласно которой наблюдаемые вспышки - это результат довольно редкого события - столкновения звезд...
Псевдопланетные экзоты и карикатура на Солнечную систему
Месяца не прошло с тех пор, как было принято формальное определение понятия "планета", что позволило исключить из числа этих самых планет Плутон, попавший в столь славную и дружную семью по явному недосмотру, а на горизонте уже маячат новые экзотичные объекты, готовые подвергнуть очередным испытаниям казалось бы вполне логичную схему.
Большой взрыв отодвинулся на два миллиарда лет
Наша Вселенная может оказаться на 15% обширней и старше, чем считалось до сих пор. В пользу такого заключения свидетельствуют новые измерения расстояния до одной из ближайших галактик - М33 из созвездия Треугольника.
Является ли Проксима Центавра одиночной звездой?
Первые сомнения в принадлежности Проксимы системе Альфы Центавра возникли приблизительно 12 лет назад. Тогда группа исследователей использовала самые точные для того времени данные, чтобы проделать вычисления, из которых следовало, что система α Cen не имеет достаточной массы для удержания Проксимы Центавра.
Будущие трансплутоны у Эпсилон Эридана
Кольцо вокруг Эпсилон Эридана фактически является протопланетным диском, ну а сами зарегистрированные скопления материи в нем можно считать зародышами будущих планет, собирающими газ и пыль из диска.
Живым аулам ученые предпочли трупы звезд
Вместо того, чтобы как следует разобраться с привычными, всем известными землетрясениями, наводящими ужас на жителей многих горных районов, ученые научились с беспрецедентной точностью предсказывать "звездотрясения", время от времени разрывающие кору "звездных трупов" - нейтронных звезд.
Красно-коричневые взвешены и найдены легкими
Впервые удалось узнать точный вес пары коричневых карликов и точно измерить их диаметры. В настоящее время оба члена этой системы слишком велики для своего статуса, "раздуты" (их диаметры сопоставимы с диаметром нашего Солнца), а вот спустя двести миллионов лет они остынут и сожмутся, приняв вполне скромные "планетные" размеры.
Юная звезда подражает Солнцу
Американские астрономы обнаружили протопланетный диск у звезды вроде нашего Солнца, где может формироваться или уже сформировались землеподобные планеты.
Неудавшиеся звезды обзаводятся планетами
Зародыши планет удалось обнаружить даже у "обиженных судьбой" крошечных астрономических объектов - коричневых карликов, - что подтверждает тезис о чрезвычайной распространенности инозвездных планетных систем.
Развитие Солнечной системы шло рывками
В результате изучения древнейших образований Солнечной системы появились свидетельства существования по крайней мере двух различных этапов ее эволюции.
Планетам нужна суровая хозяйка
Ученые выяснили, что для молодых солнц характерны гигантские вспышки, которые затмевают - и в смысле энергозатрат, и в смысле размеров, и в смысле частоты появления - что-либо, виденное на нашем Солнце сегодня.
Найдена самая древняя звезда
Международной группе исследователей удалось обнаружить старейшую из всех известных нам звезд, одну из тех самых "ранних пташек", что появились в юной Вселенной, когда ей еще не исполнилось одного миллиарда лет.
Первые звезды в первых галактиках
Британские и американские астрономы использовали космические телескопы "Спитцер" и "Хаббл" для того, чтобы уловить свет, дошедший до нас от первых звезд, сформировавшихся в самых удаленных от Земли уголках Вселенной.
Подтверждено получение первой фотографии инозвездной планеты
Исследования, проведенные с помощью космического телескопа "Хаббл", подтверждают открытие экстрасолнечной планеты у тусклого коричневого карлика, расположенного от нас на расстоянии в 225 световых лет в южном созвездии Гидра. Первоначально этот объект был визуально обнаружен астрономами, использующими Очень Большой Телескоп Южной европейской обсерватории в Чили. Его могут объявить первой инозвездной планетой, увиденной непосредственно в телескоп.
4 миллиарда лет назад Солнце участвовало в абордаже
Периферия нашей планетной системы сформировалась под влиянием молодой звезды, прошедшей неподалеку от Солнца более четырех миллиардов лет тому назад. Компьютерная модель подтверждает, что в ходе подобного сближения наше светило вполне могло захватить и удержать своим тяготением множество твердых тел из окружения этой звезды.
Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники
Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.
Грядущее Солнечной системы оказалось в два раза менее кошмарным
Воспользовавшись новейшими интерферометрическими методами для непосредственных наблюдений близких окрестностей пяти звезд типа Миры ученые с удивлением обнаружили, что эти звезды на самом деле окружены вводившей до сих пор астрономов в заблуждение почти прозрачной оболочкой из водяного пара, а также, возможно, угарным газом и другими молекулами. Эта оболочка придает звездам этого класса обманчиво большой внешний размер.
Самая молодая планетарная туманность
На снимке, полученном с помощью космического телескопа "Хаббл", запечатлена так называемая Туманность Ската, самая молодая из всех известных на сегодняшний день планетарных туманностей. Еще двадцать пять лет назад на этом месте не было ничего примечательного, поскольку газ, который окутывает погибающую звезду, заключенную в самом центре туманности, еще не был достаточно горяч, чтобы светиться в оптическом диапазоне.
Сколько годков Галактике
Получена важная информация о возрасте Млечного пути. Новая оценка основана на измерении уровня бериллия-9 в древнейших звездах шаровых скоплений - спутников нашей Галактики. Таким образом выяснилось, что она существует уже около 13,6 миллиарда лет (плюс-минус 800 миллионов).
Вселенная может оказаться старше
Вселенная может оказаться примерно на миллиард лет старше своего официального возраста. К такому выводу пришли физики из Италии и ФРГ. Их выводы основаны на измерении скорости цепочки термоядерных реакций, которые обеспечивают светимость горячих и ярких звезд, масса которых как минимум в два-три раза превышает массу нашего Солнца.
Впервые получена фотография инозвездной планеты
Основываясь на предварительном анализе новых данных от космического телескопа "Хаббл", американские астрономы заявили о том, что, возможно, им впервые удалось получить изображение гигантской планеты вне Солнечной системы. При этом был задействован новый метод выделения тусклых объектов в свете относительно яркой звезды.
Смертельный супергорячий мотылек-однодневка
Космический телескоп "Хаббл" сделал фотографию останков звезды солнечного типа, которая сбросила свою внешнюю оболочку, точно какая-то чудовищная "куколка", и теперь во всю ширь развернула свои переливчатые "крылья" гигантской космической "бабочки".
Космос постепенно погружается во тьму
Пик звездообразования в нашей Вселенной случился гораздо позже, чем до сих пор считали астрономы. Ученые пока не знают точно, как и когда были запущены эти процессы, но знают, что в какой-то момент темп рождения звезд стал попросту лихорадочным. Кроме того, согласно новейшим исследованиям, весь окружающий нас космос постепенно погружается во тьму.
Удалось разглядеть протопланетный диск у одной из ближайших к нам звезд
Американские астрономы нашли самую близкую к Солнцу и самую молодую звезду из всех, что окружены пылевыми облаками, из которых рождаются планеты. Звезда называется AU Mic (или AU Микроскопа), это слабосветящийся красный карлик, расположенный от нас в 33 световых годах в созвездии Микроскопа. Открытие дает в руки ученых новые ключи к происхождению и развитию планетных систем.
Суперзвезде из безумного кластера закон не писан
Астрономы из Университета Флориды, вероятно, обнаружили самую яркую из всех известных на сегодняшний момент звезд, которая горит в семь раз ярче, чем предыдущий "рекордсмен" такого рода. Однако этот "плазменный бегемот" славен не столько своим рекордом, сколько тем, что попросту нарушает современные физические законы.
Первые звезды не были одиноки: астрономы нашли небывало древнюю планету
Астрономы нашли самую древнюю и самую далекую из всех известных на сегодняшний момент планет. Она движется по орбите вокруг двойной квазизвездной системы в созвездии Скорпиона на расстоянии 5 600 световых лет от Земли. Новое открытие дарит нам надежду, что и в нашей Галактике формирование планет, возможно, началось гораздо раньше, чем о том говорят современные теории, а своими планетными системами при этом обладают едва ли не все звезды.
Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара
До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.
NASA рядом с Солнцем нашло необычную звезду в ходе слежки за астероидами
Наши ближайшие звездные окрестности пополнились новым объектом. Это звезда, которая на настоящий момент считается третьей по удаленности от Солнца (в направлении на созвездие Овен), обозначается SO25300.5+165258 и представляет собой слабосветящийся красный карлик. Расстояние от нас до него оценено в 7,8 световых лет.
Черной дырой стать не так-то просто
Одна из сверхмассивных звезд, превосходящая по массе наше собственное Солнце примерно в 40 раз, вместо черной дыры сформировала "всего лишь" нейтронную звезду. Это открытие показывает, что образование собственно черных дыр связано с процессами более редкими и сложными, чем считалось до сих пор.
Физики учатся предсказывать поведение Солнца
Глубинные слои солнечной атмосферы могут служить источником информации, позволяющей оценивать скорость солнечного ветра - то есть непрерывного потока плазмы солнечного происхождения, который заполняет собой всю Солнечную систему.
Впервые обнаружен "солнечный цикл" у отдаленной звезды
В течение многих лет астрономы задавались вопросом, присущи ли другим звездам, подобным Солнцу, периодические увеличения рентгеновской активности - те, что доставляют землянам, а также их технике (телефонным линиям и линиям электропередач) множество хлопот. Теперь удалось ответить на этот животрепещущий вопрос.
Астрономы уловили пение с Альфы Центавра
Сразу два мощнейших телескопа на разных континентах использовались в качестве своеобразных "звездных стетоскопов", позволивших прослушать внутренний "грохот" одной из самых близких к нам звезд - Альфы Центавра B.
Бури на Солнце съели земной озон
Мощнейшие магнитные бури на Солнце послужили причиной истончения озонового слоя в арктических широтах. Эффект оказался подобен всем известному "эффекту домино" (когда одна упавшая костяшка вызывает падение всех остальных), и начался он в октябре-ноябре 2003 года, когда Солнце испустило рекордное количество заряженных частиц, устремившихся к Земле. Уровень солнечной радиации тогда превысил все мыслимые пределы.
Открытие "Чандры" позволяет разрешить "Парадокс Солнца"
Обзор близких солнцеподобных звезд позволил сделать вывод о том, что в Солнце и вообще в нашей локальной части Вселенной содержится почти в три раза больше неона, чем считалось ранее.
Молодым свойственен каннибализм
С помощью компьютерных программ удалось показать, что протопланетные эмбрионы, формирующиеся в пределах газовых дисков, окружающих молодые нестационарные звезды-фуоры, на самом деле то и дело поглощаются своей родительской звездой.
Сверхновые мультики от Большого Магелланова облака
Астрономы обнаружили слабое "видеоэхо" от трех древних сверхновых, вспышки которых можно было наблюдать на Земле несколько веков назад. Это "эхо" было отражено межзвездными газовыми облаками, удаленными от первоисточника на сотни световых лет.
Австралийский священник поймал необычную пришелицу
Сверхновая, вспыхнувшая в южном созвездии Сетки, представляет собой результат взрыва маленькой и очень плотной звезды размером с нашу Землю и массой порядка солнечной - белого карлика, входящего в состав бинарной системы.
Раскрыта тайна самых раскрученных звезд
Новые наблюдения позволили получить ответ на вопрос о том, благодаря чему специфические космические объекты, называемые миллисекундными пульсарами, так здорово раскручиваются.
Суперускорительный южный танец
Астрономы обнаружили двойную звездную систему, состоящую из голубого гиганта и пульсара, которые в паре работают как мощнейший естественный ускоритель частиц, превращая обычные фотоны в фотоны сверхвысоких энергий.
Удалось увидеть мост между звездами
Впервые удалось получить изображение в рентгеновских лучах пары взаимодействующих звезд - красного гиганта и белого карлика - и найти свидетельства того, что между этими звездами действительно выстраивается своеобразный струящийся "мост" из раскаленной материи.
Коричневые карлики получили статус звезд
Коричневые карлики по всей видимости рождаются тем же самым способом, что и обычные звезды. Такой вывод сделали астрономы, изучающие эти таинственные объекты. Это открытие может положить конец спорам о том, можно ли считать коричневые карлики звездами, либо они достойны статуса всего-навсего остатка мощного выброса из плотного газопылевого облака.
Найден самый горячий белый карлик с только что погасшей "ядерной печью"
Международная группа астрономов, занимавшаяся изучением останков звезд, когда-то представлявших собой подобие нашего собственного Солнца, нашла весьма примечательный квазизвездный объект, обозначаемый как H1504+65. Это самый горячий из всех известных нам белых карликов, в котором только-только погас его "ядерный реактор", на протяжении многих миллиардов лет исправно снабжавший энергией звезду и окружающее ее пространство.
Звезда-гигант Бетельгейзе рассыпается в пыль
Группа американских астрономов сообщила о проводимых с помощью космического телескопа "Хаббл" наблюдениях процессов, протекающих в атмосфере близкой к нам гигантской звезды Бетельгейзе. Удалось непосредственно разглядеть раскаленный газ, исторгаемый из бурлящей звездной атмосферы на расстояния гораздо большие, чем в случае любой другой известной астрофизикам звезды. С этим исторгнутым из звезды и остывающим горячим газом связаны довольно сложные процессы, протекающие во вздутых верхних слоях атмосферы Бетельгейзе.
Ближайшая к Солнцу звезда оказалась экзотом
Для звезд с малой массой, подобных Проксиме Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается". Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, коричневыми карликами и планетами делает нашего соседа объектом, очень интересным для астрофизиков.
Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп
Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.
Рекордная сдача звездного "металлолома"
Европейским астрономам удалось выявить самую богатую гелием группу звезд из всех, что до сих пор были исследованы. Эти звезды входят в состав шарового скопления Омега Центавра.
Скорости мертвецов ставят астрономов в тупик
Нейтронная звезда, движущаяся со скоростью свыше 1500 километров в секунду, обострила и без того непростую ситуацию с поиском объяснений, как могут такие объекты разгоняться до столь высоких скоростей.
Австралийские астрономы поведали историю о сверхновой-хамелеоне и ее вороватом супруге
Используя телескоп Gemini South, установленный в Чили, австралийские астрономы смогли обнаружить у взорвавшейся в качестве очень необычной сверхновой звезды SN2001ig выжившего в катаклизме массивного партнера.
Раскрыта тайна происхождения экстремальных гелиевых звезд
Международная группа астрономов смогла выявить происхождение очень необычного и редкого типа звезд - так называемых "экстремальных гелиевых звезд". Выяснилось, что такие объекты формируются в ходе слияния двух белых карликов.
Гипергигантские звезды способны обзаводиться планетами
Открытие пылевых дисков - то есть предшественников планетных систем - у пары чрезвычайно массивных звезд заставляет предположить, что планеты могут формироваться и выживать даже в самых экстремальных условиях - у самых массивных звезд, которые только существуют в природе.
Величайшие взрывы как последствия звездных "измен"
Новое исследование заставляет признать, что полной ясности с гамма-всплесками все еще нет, и механизмы, породившие на свет большую часть исследованных коротких GRBs, могут быть более изощренными - с предварительным обменом звездными компаньонами в пределах шаровых скоплений.
3D-моделирование звезды позволило разрешить загадку исчезновения гелия-3
Используя трехмерные модели звездного развития и мощнейшие суперкомпьютеры, специалисты из американской Ливерморской национальной лаборатории и австралийского Университета Монаш сумели разгадать одну из важнейших тайн, связанных с эволюцией звезд.
Доказано наличие сегрегации по массам в шаровых скоплениях
Получены первые надежные наблюдательные свидетельства в пользу теории, согласно которой в шаровых скоплениях протекают процессы так называемой "сегрегации по массам". Более массивные звезды постепенно замедляют свое движение и оказываются ближе к центру скопления, ну а более легкие набирают скорость и сдвигаются к периферии.
Секреты "сумасшедшей карусели"
Астрономы разгадали одну важную загадку полуторавековой давности, связанную с поведением относительно активных и горячих Be-звезд. Удалось показать, что типичная представительница этого класса звезд - Альфа Жертвенника - очень быстро крутится (практически на грани разрушения) и обладает пылевым диском, вращающимся вокруг звезды подобно планетам, обращающимся вокруг Солнца.
"Мертвые зоны" способствуют появлению жизни
Новая теория может объяснить, почему столь много экзопланет обнаруживается на самых близких подступах к родительским звездам, и дарит надежду на обнаружение в будущем множества подобных Земле планет, выживших в тех условиях, которые раньше считались безусловно смертельными для сравнительно небольших объектов.
Темный пояс Веги
В районе экватора Веги удалось зарегистрировать довольно существенное потемнение, соответствующее гигантской разности температур (свыше двух тысяч градусов) между более "прохладной" экваториальной областью и раскаленными полюсами.
Звезды плющит исключительно
Международная группа астрономов впервые для определения формы звезды использовала явление, называемое гравитационным линзированием. Эта техника требует очень специфической (и редкой) геометрической конфигурации.
Сверхновые - это взрывающиеся яйца
Взрывные волны от сверхновых имеют форму яйца, они вовсе не строго сферичны, как считалось ранее. Этот факт - то есть обнаружение такой небольшой асимметрии в процессах звездных взрывов - может сделать сверхновые еще более точным инструментом для измерений расстояний в космосе и для уточнения параметров таинственной антигравитации - темной энергии, заполняющей Вселенную.
Выяснилось, что мы живем в гигантском межзвездном дымоходе
Первая детальная 3D-карта области космического пространства, окружающего нашу Солнечную систему (размером примерно в 1 тыс световых лет), показывает, что мы находимся посреди большой "норы" или полости, вырезанной в диске Галактики. Скорее всего, эта полость была "пробита" некой взорвавшейся 1-2 млн лет назад звездой.