Насколько старой может быть звезда?

Если в чистую безлунную ночь отправиться подальше за город и посмотреть на небо, можно увидеть около трех тысяч мерцающих точек. С детства нас учат, что если она не мерцает, то это планета. Если движется — то это спутник или метеорит. За этой крошечной россыпью прячутся гигантские звезды за много миллиардов километров от нас, некоторые из которых в десятки и сотни раз больше нашего Солнца. Наш родной газовый шар класса G2V тоже представляет вселенское сообщество светил. Ученые оценивают его возраст в 4,5 миллиарда лет. Но Солнечная система считается относительно молодой. Где же прячутся самые древние звезды?

Для начала давайте узнаем, как рождаются звезды. Известно, что пустое пространство космоса на самом деле не пустое — на каждые два кубических сантиметра встречается в среднем одна молекула. Сначала из них образуется холодное разреженное облако межзвездного газа. Постепенно, под действием гравитационной неустойчивости, оно сжимается и принимает форму шара. В процессе сжатия энергия гравитационного поля переходит в тепло, и температура облака растет. Когда она достигает уровня 15-20 миллионов градусов, запускается реакция термоядерного синтеза и сжатие прекращается. Так рождается звезда. Термоядерные реакции в ядре светила протекают миллионы и даже миллиарды лет, обеспечивая ближайшие окрестности практически неисчерпаемым потоком энергии.

Во время этого внутри звезды ядра водорода сливаются, образуя гелий. Затем гелий сливается в углерод, углерод в кислород, кислород в кремний, а кремний в железо. Звезда становится все массивнее и создает тяжелые элементы. Это продолжается до тех пор, пока она снова не начинает сжиматься. Небольшие светила — например, красные карлики — недостаточно массивны, чтобы синтезировать что-нибудь кроме гелия, однако все равно могут гореть триллионы лет. Судьба звезды определяется ее массой, поэтому к концу жизни она превращается в белый карлик, нейтронную звезду (пульсар) или черную дыру, в зависимости от своей «весовой категории».

Самые первые звезды появились практически сразу после Большого Взрыва, с которого, по мнению ученых, началось все сущее. Но поскольку возраст Вселенной всего 13,7 миллиарда лет, а некоторые звезды могут существовать триллионы лет, их должно быть предостаточно на любом этапе взросления. Загвоздка не только в том, чтобы найти самую старую звезду, но и подтвердить, что ее возраст максимально соответствует возрасту Вселенной. Астрономия — сложная наука, требующая усидчивости и терпения. В одной только галактике Млечный Путь более 100 миллиардов звезд, а во Вселенной — более 100 миллиардов галактик. Перемножьте два этих числа — и нам не хватит даже сотни лет, чтобы перебрать все эти списки. Неудивительно, что оценки возраста самых древних газовых шаров постоянно меняются.

Одна из самых старых звезд HD 140283 была обнаружена более ста лет назад. При желании ее можно увидеть при помощи бинокля или любительского телескопа. Неофициально ее называют «Мафусаилом», в честь старейшего человека, который по Библии прожил 969 лет. Это светило, чуть массивнее Солнца, расположено в созвездии Весов в 190 световых годах от нас и относится ко второму поколению звезд с малым содержанием металлов. «Мафусаил» появился через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, когда Вселенная была еще очень и очень сырой. Сперва посчитали, что ему 16 миллиардов лет, но это невозможно, потому что тогда яйцо будет старше курицы, которая его снесла. По современной оценке 2013 года, возраст этой звезды — 13,3 миллиарда лет.

В том же созвездии Весов, но уже на расстоянии 7500 световых лет от нас, есть красный гигант HE 1523-0901. Как и «Мафусаил», это звезда второго поколения с низкой металличностью. Обнаруженная в 2007 году, она быстро заслужила титул самой древней в нашей галактике — всего на полмиллиарда лет младше Вселенной. Масса этого красного долгожителя составляет 0,8 солнечной.

В 2014 году группа астрономов Австралийского национального университета, исследующая звездное небо в южном полушарии, заявила, что нашла самую древнюю из известных звезд. Она находится в 6000 световых лет от нас и, по предварительным оценкам, возрастом как сама Вселенная — 13,7 миллиарда лет. Конечно, на уточнение анализа уйдут годы, но сам факт.

Не исключено, что однажды мы сможем с точностью сказать, что нашли самое старое светило, которое появилось сразу же после Большого Взрыва, как только это стало возможно, и держится по сей день. Пока что нам остается лишь перебирать эти миллиарды миллиардов точек, которые прячутся за тысячи и миллионы световых лет от нас, с помощью наших лучших телескопов. Некоторые из этих звезд давно погибли, и только их свет продолжает сообщать нам об их былом существовании. Другие будут жить еще долго после того, как Земля перестанет существовать. Это ли не повод на минуту задуматься о том, что мы лишь одна молекула в капле воды в волнах океана под названием Вселенная?