Астрономы: "Мы неправильно оцениваем возраст звезд!"

Среда, 27 Сентябрь 2017 12:44
Самым старым звездам — больше 14 миллиардов лет... но этого просто не может быть!!! Самым старым звездам — больше 14 миллиардов лет... но этого просто не может быть!!!

Самые старые звезды, которые мы нашли во Вселенной, практически нетронуты и почти на 100% состоят из водорода и гелия, оставшихся от Большого Взрыва. Им может быть и по 13 миллиардов лет, а самой старой — 14,5 миллиарда лет. Но это - большая проблема для науки, потому что самой Вселенной (по данным современной науки) всего 13,8 миллиарда лет...

 Ядро шарового скопления Омега Центавра — один из самых переполненных регионов со старыми звездами. Здесь могут быть звезды и по 12 миллиардов лет возрастом, а самым старым — больше 14 миллиардов лет... но как это вообще возможно?!

Звезды, которая старше самой Вселенной, быть не может; иначе она существовала бы задолго до Большого Взрыва. Но ведь Большой Взрыв стал источником появления известной нам Вселенной, из которого вышла вся материя, энергия, нейтрино, фотоны, антиматерия, темная материя и даже темная энергия. Все, что содержится в нашей наблюдаемой Вселенной, началось с этого события, и все, с чем мы имеем дело сегодня, можно проследить до этого момента. Поэтому простейшее объяснение, что звезды могли появиться до самой Вселенной, должно быть исключено.

Вполне может быть, что мы неправильно вывели возраст Вселенной. Мы извлекаем его из точных измерений Вселенной в крупных масштабах. Изучая ряд особенностей, включая:

  1. дефекты плотности и температуры в космическом микроволновом фоне, послесвечении Большого Взрыва;
  2. кластеризацию звезд и галактик в настоящее время и на миллиарды световых лет от нас;
  3. скорость хабблова расширения ткани Вселенной;
  4. историю звездообразования и галактической эволюции;

а также многие другие источники, мы получаем весьма последовательную картину Вселенной. Она состоит на 68% из темной энергии, на 27% из темной материи, на 4,9% из обычной материи, на 0,1% нейтрино, на 0,01% из излучения и ей около 13,8 миллиарда лет. Неопределенность возраста Вселенной колеблется в пределах 100 миллионов лет, так что хотя Вселенная, безусловно, может быть на сотню миллионов лет моложе или старше, 14,5 миллиарда лет она наберет вряд ли.

Остается только одна разумная возможность: видимо, мы неправильно оцениваем возраст звезд. Мы подробно изучили сотни миллионов звезд на разных этапах их жизней. Мы знаем, как звезды образуются и при каких условиях; знаем, когда и как они зажигают ядерный синтез; знаем, как долго продолжаются различные стадии синтеза и насколько они эффективны; знаем, сколько они живут и как умирают, разные типы с разными массами. Если коротко, астрономия — серьезная наука, особенно если говорить про звезды. В целом самые старые звезды отличаются относительно низкой массой (менее массивны, чем наше Солнце), содержат мало металлов (элементов, помимо водорода и гелия) и могут быть старше самой галактики.

Многие из них находятся в шаровых скоплениях, которые, и это точно, содержат звезды по 12 миллиардов или, в редких случаях, даже по 13 миллиардов лет. Поколение назад люди утверждали, что этим кластерам — 14-16 миллиардов лет, чем создавали напряжение в устоявшихся космологических моделях, но постепенно улучшение понимания звездной эволюции привело эти числа в соответствии с нормой. Мы разработали более продвинутые методы, улучшающие наши наблюдательные способности: путем измерения не только содержания углерода, кислорода или железа в этих звездах, но и с использованием радиоактивного распада урана и тория. Мы можем напрямую определять возраст отдельных звезд.

В 2007 году мы сумели измерить звезду HE 1523-0901, которая составляет 80% массы Солнца, содержит всего 0,1% солнечного железа и, как полагают, возрастом 13,2 миллиарда лет, если судить по ее обилию радиоактивных элементов. В 2015 году вблизи центра Млечного Пути было выявлено девять звезд, которые сформировались 13,5 миллиарда лет назад: всего через 300 000 000 лет после Большого Взрыва. «Эти звезды сформировались до Млечного Пути и галактика сформировалась вокруг них», говорит Луис Хоувс, сооткрыватель этих древних реликтов. По сути, одна из этих девяти звезд имеет меньше 0,001% солнечного железа; именно этот тип звезд будет искать космический телескоп Джеймса Вебба, когда начнет работать в октябре 2018 года.

Самой поразительной звездой из всех является HD 140283, неофициально прозванная звездой Мафусаила. Она всего в 190 световых годах от нас, и мы можем измерить ее яркость, температуру поверхности и состав; мы также можем увидеть, что она только начинает развиваться в фазе субгиганта, чтобы стать впоследствии красным гигантом. Эти фрагменты информации позволяют нам вывести хорошо обозначенный возраст звезды, и результат как минимум вызывает беспокойство: 14,46 миллиарда лет. Некоторые свойства звезды, вроде содержания железа в 0,4% от солнечного, говорят, что звезда старая, но не старейшая из всех. И несмотря на возможную погрешность в 800 миллионов лет, Мафусаил все-таки создает определенный конфликт между максимальным возрастом звезд и возрастом Вселенной.

Сегодня очевидно, что в прошлом с этой звездой могло произойти нечто, чего мы пока не знаем сегодня. Может быть, она родилась более массивной и каким-то образом лишилась внешних слоев. Может быть, звезда поглотила немного вещества позже, которое изменило ее содержание тяжелых элементов, смутив наши наблюдения. Может быть, мы просто плохо понимаем фазу субгиганта в звездной эволюции древних звезд с низкой металличностью. Постепенно мы выведем верную форму или рассчитаем возраст древнейших звезд.

Но если мы окажемся правы, перед нами возникнет серьезная проблема. В нашей Вселенной не может существовать звезды, которая будет старше самой Вселенной. Либо что-то не так с оценкой возраста этих звезд, либо что-то не так с оценкой возраста Вселенной. Либо что-то еще, чего мы пока вообще не понимаем. Это отличный шанс подвинуть науку в новом направлении.

Прочитано 335 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • В Кашмире найдена древнейшая астрономическая карта с изображением сверхновой звезды

    Представьте себе, что однажды ночью вы посмотрите на небо и найдете там две луны или посмотрите днем и увидите два солнца. Ученые считают, что именно это произошло примерно в 3600 году до н. э. Астрофизик Майанк Вахия и его коллеги из Института фундаментальных исследований Тата считают, что наскальный рисунок, найденный в Кашмире, является самым старым изображением сверхновой и, вероятно, самой старой картой звездного неба, когда-либо созданной человеком...

  • Женщины выживут даже там, где мужчина давно откинет коньки!

    А также скопытится, откинется, протянет ноги, сыграет в ящик или просто опочинет в бозе... Все дело в том, что женщины биологически крепче мужчин и с большей вероятностью могут пережить угрожающую жизни ситуацию. К такому выводу пришли ученые Университета Южной Дании.

  • Тайны космоса: туманность Ориона

    Видео, совсем недавно опубликованное НАСА, демонстрирует хорошо известную туманность Ориона с нового ракурса. 3D-визуализация туманности позволяет смотрящему увидеть новорожденные звезды, газ и пыль туманности с высоты птичьего полета...

  • Тайны космоса: жизнь в окрестностях нейтронных звезд

    Существование обитаемых планет в системе пульсара теоретически возможно. Такие планеты должны иметь плотную атмосферу, которая превращала бы губительное рентгеновское излучение и высокоскоростные частицы, испускаемые пульсаром, в тепло, говорится в новом исследовании авторитетных астрономов...

  • Тайны космоса: жизнь у "мертвых" звезд

    Жизнь может существовать на поверхности планет, вращающихся вокруг пульсаров, если их атмосфера обладает достаточной густотой для того, чтобы превращать большую часть их рентгеновского излучения и частиц высокой энергии в тепло, заявляют астрономы в новом авторитетном исследовании...