Как ученые определяют возраст звезды и почему Солнце обречено на гибель

Звезды зарождаются в хаотичных облаках и завершают своё существование столь же эффектно. Однако их продолжительность жизни различается в зависимости от размеров. Большую часть времени звезды поддерживают баланс между гравитацией, стремящейся сжать звезду, и давлением от термоядерных реакций в её ядре, образуя состояние, называемое гидростатическим равновесием.

Фото: ESA by NASA, ESA, CSA, and J. Lee (NOIRLab), A. Pagan (STScI), CC BY 4.0

Эти реакции начинают процесс, в ходе которого водород преобразуется в гелий, и высвобождающаяся энергия сохраняет звезду яркой и стабильной. Когда водород в ядре иссякает, звезда переходит в стадию сжигания гелия, но её путь к завершению уже становится неизбежным.

Как выяснилось, крупные звезды, обладая значительным запасом водорода, расходуют его быстрее, чем их менее массивные "собратья". По словам Раяна Френча из Университетского колледжа Лондона, массивные звезды живут гораздо более короткий срок, всего несколько сотен миллионов лет.

Их мощные гравитационные силы вызывают ускоренные термоядерные реакции, что приводит к быстрой гибели. Напротив, звезды с массой менее 10% от солнечной, такие как "Мафусаил", могут существовать сотни миллиардов лет, хотя на сегодняшний день Вселенная слишком молода, чтобы такие звезды уже достигли завершения жизненного цикла.

Звезда Мафусаил, возраст которой оценивается в 13,7 миллиарда лет, является одной из старейших известных звёзд. Обнаруженные также протозвезды возрастом менее полумиллиона лет, которые еще формируются, лишь начинают своё путешествие.

Ученые определяют возраст звезды, измеряя её массу, яркость и скорость в пространстве, а также сопоставляя её с компьютерными моделями. Солнце, к примеру, уже прожило половину своего жизненного пути и через 5 миллиардов лет перестанет сжигать водород. В конце концов, оно превратится в белого карлика, окруженного туманностью.

Уточнения

Звезда́ — массивное самосветящееся небесное тело, состоящее из газа и плазмы, в котором происходят, происходили или будут происходить термоядерные реакции.