Какого возраста?
В момент зарождения Вселенной, до того как вообще образовались какие-либо звезды, единственными элементами во всем космическом пространстве были водород и гелий. Затем зажглись первые звезды, и на них начались процессы слияния некоторого количества водорода с образованием дополнительного гелия, так же как это происходит в настоящее время на Солнце. Когда эти звезды стали стареть и выходить за пределы главной последовательности, они начали превращать гелий в еще более тяжелые элементы, такие как углерод, азот, кислород, кремний и железо. В конце своей жизни эти массивные звезды взрывались как ослепительные сверхновые, рассеивая и разбрасывая более тяжелые элементы на большие расстояния по всей Вселенной. Некоторые из этих элементов в итоге были включены в недра новых звезд.
Таким образом, по химическому составу звезд астрономы могут определить их возраст. Самые старые звезды состоят только из водорода и гелия, так как были образованы тогда, когда вообще только эти элементы и существовали.
РАССЕЯННЫЕ И ШАРОВЫЕ ЗВЕЗДНЫЕ СКОПЛЕНИЯ
В ясную ночь вдали от городских огней вас обычно ослепляет свет трех тысяч звезд. Большинство из них существуют поодиночке, но можно заметить и группы, объединяющие несколько или множество звезд. Пройдитесь биноклем по всему небосклону, и вы увидите еще больше таких звездных скоплений, особенно тех, что расположены в поясе Млечного Пути.
Астрономы подразделяют их на рассеянные скопления и шаровые скопления. Рассеянные скопления представляют собой группы звезд, расположенных друг к другу не столь близко и не образующих строгую геометрическую форму, в то время как шаровые скопления выглядят как сгусток шарообразной формы. Однако самые большие различия между ними заключаются в возрасте их членов. Участниками рассеянных скоплений являются, как правило, очень молодые звезды, тогда как звезды в шаровых скоплениях – древние.
Возьмем самое знаменитое скопление – Плеяды в созвездии Тельца (известное как «Семь сестер»). Возраст его звезд составляет всего 100 миллионов лет. Сравните это со звездами в М13 (шаровое скопление в созвездии Геркулеса), возраст которых составляет более 11 миллиардов лет. Если возраст Вселенной заменить средней продолжительностью жизни человека, то окажется, что звезды М13 приближаются к пенсионному возрасту, тогда как Плеяды все еще ходят в памперсах.
Более молодые звезды образовались в то время, когда доступный набор ингредиентов был куда шире – поэтому они значительно более разнообразны по составу. Для оценки этого разнообразия астрономы используют особый показатель, который называется металличностью. В отличие от химиков, астрономы рассматривают любой элемент, за исключением водорода и гелия, как металл. Низкая металличность означает, что звезда старая и сохранилась в первозданном виде. Чем выше металличность, тем моложе звезда. Металличность Солнца составляет 0,02: то есть 2 % массы Солнца составляют другие элементы, не гелий, и не водород.
Естественно, такая методика основывается на понимании того, из чего звезда образована и из чего она состоит. Для установления этого показателя астрономы используют спектроскопию. Если взять свет от какой-нибудь звезды и пропустить его через специальный прибор, называемый спектрометром (который несколько напоминает призму), то в конце концов мы получим черные линии, такие же, что увидел Фраунгофер в спектре Солнца.
Это абсорбционные линии – утерянные цвета – вызваны различными элементами внутри звезды, которые поглощают указанные цвета в спектре света. Эти оттенки цветов никогда даже не пытались достичь Земли. Такие спектры света отчасти напоминают цветной штрихкод и выполняют примерно ту же работу – несут информацию о том, что имеется в недрах звезды и, следовательно, каков ее возраст.
