Чи дійсно у Всесвіті закінчуються зірки – і що це означає для нас

Підпис до фото, Зоряне небо манить своїми загадками

• • Author, Фернандо Дуарте
  • Role, Всесвітня служба ВВС
• 5 хвилин(и) тому

Ніщо не триває вічно… навіть наш Всесвіт. Протягом останніх двох десятиліть астрономи фіксують ознаки того, що космос, можливо, вже минув свій пік. Однією з промовистих ознак є те, що народжується дедалі менше зірок.

Йдеться не про те, що у Всесвіті зовсім закінчуються зорі. За оцінками, їх може бути до одного септильйона – тобто одиниця з 24 нулями.

Але астрономи вважають, що утворення нових зірок сповільнюється.

Зірка народжується… і помирає

Нинішній науковий консенсус полягає в тому, що Всесвіту близько 13,8 млрд років. Перші зорі сформувалися невдовзі після Великого вибуху.

Ба більше, торік космічний телескоп імені Джеймса Вебба виявив трійку зірок у нашій власній галактиці, Чумацькому Шляху, вік яких, імовірно, перевищує 13 млрд років.

Зірки по суті є гігантськими кулями розжареного газу, і всі вони починають життя однаково.

Вони формуються у величезних хмарах космічного пилу й газу, які називають туманностями. Гравітація стягує скупчення газу докупи, вони зрештою нагріваються і перетворюються на молоду зірку, або протозірку.

Підпис до фото, Протозірки оточені хмарами речовини, які живлять їхнє зростанняКоли ядро зірки розігрівається до мільйонів градусів, атоми водню в ньому стискаються і зливаються, утворюючи гелій у процесі, який називається ядерним синтезом. При цьому виділяються світло і тепло, і зірка переходить у стабільну фазу, так звану “головну послідовність”.

Астрономи оцінюють, що зорі головної послідовності, включно з нашим Сонцем, становлять близько 90% усіх зірок у Всесвіті. Їхні розміри варіюються від однієї десятої до 200 мас Сонця.

Зрештою такі зорі вичерпують паливо для горіння і можуть піти різними шляхами до смерті.

Менш масивні зорі, як-от наше Сонце, згасають поступово протягом мільярдів років.

Для більших “сестер”, які мають щонайменше у вісім разів більшу масу, ніж Сонце, кінець набагато драматичніший: вони вибухають у грандіозному вибуху, який називається надновою.

Старі зорі домінують

У 2013 році міжнародна команда астрономів, яка вивчала тенденції зореутворення, заявила, що 95% усіх зірок, які будь-коли існуватимуть, уже народилися.

“Ми явно живемо у Всесвіті, де домінують старі зорі”, – сказав провідний автор того дослідження Девід Собрал у статті на сайті телескопа Subaru на той час.

У хронології Всесвіту пік зореутворення, як виглядає, припав приблизно на 10 мільярдів років тому, у період, відомий як Космічний полудень.

“Галактики перетворюють газ на зорі, і вони роблять це зі щораз меншою швидкістю”, – каже професор Дуглас Скотт, космолог з Університету Британської Колумбії в Канаді.

Професор Скотт є співавтором дослідження – яке нині проходить рецензування, – у межах якого проаналізували дані телескопів Європейського космічного агентства Euclid і Herschel.

Він разом із командою міжнародних дослідників змогли одночасно вивчити понад 2,6 мільйона галактик, що стало можливим завдяки місії Euclid зі створення гігантської тривимірної карти Всесвіту.

Підпис до фото, Космічна місія Euclid зафіксувала деталі “дитсадків” у ближньому Всесвіті, де народжуються нові зоріАстрономів особливо цікавило тепло, яке випромінює зоряний пил. Галактики з вищими темпами зореутворення зазвичай мають гарячіший пил, оскільки містять більші й гарячіші зорі.

Команда з’ясувала, що температура галактик поступово знижується протягом кількох мільярдів років, за словами професора Скотта.

“Ми вже давно пройшли максимум зореутворення, і в кожному наступному поколінні зірок нових буде дедалі менше”, – каже він.

Велике охолодження?

Справді, смерть старих зірок може призводити до формування нових із тієї самої речовини – але все не так просто.

Уявімо, що ми маємо купу будівельних матеріалів і використовуємо їх, щоб звести будинок. Якщо ми хочемо збудувати новий, то, звісно, можемо спробувати переробити старий, але не все буде придатним.

“Це означає, що ми зможемо побудувати лише менший будинок. Щоразу, коли ми його руйнуємо, корисного матеріалу стає менше, аж поки я взагалі не втрачаю змогу збудувати новий будинок”, – пояснює професор Скотт.

Приблизно те саме відбувається і з зорями.

“У кожного покоління зірок менше палива для горіння, і зрештою його не вистачить, щоб утворити зірку взагалі”, – каже космолог.

“Ми вже знаємо, що маломасивні зорі у Всесвіті трапляються значно частіше, ніж масивні”, – додає він.

Підпис до фото, Астрономи оцінюють, що нашому Сонцю ще залишилося близько 5 мільярдів років, перш ніж воно зрештою згаснеВчені давно теоретизують, що Всесвіт колись закінчиться. Вони просто не можуть бути впевнені, як і коли саме.

Одна з найпоширеніших нині теорій – це теплова смерть.

Її також називають Великим замерзанням. Вона передбачає, що мірою того, як Всесвіт продовжує розширюватися, енергія розсіюватиметься, доки зрештою не стане надто холодно для підтримання життя. Зорі віддалятимуться одна від одної, вони вичерпають паливо, і нові більше не утворюватимуться.

“Кількість доступної енергії у Всесвіті є скінченною”, – пояснює професор Скотт.

Багато нулів

Але перш ніж дивитися на небо з меланхолією, варто пам’ятати, що загибель зірок потребуватиме астрономічно великої кількості часу.

Підпис до фото, Зореутворення триватиме ще дуже, дуже довго в багатьох галактикахПрофесор Скотт оцінює, що нові зорі з’являтимуться ще протягом наступних 10-100 трильйонів років – задовго після того, як наше Сонце, ймовірно, загине.

Що ж до Великого замерзання, воно може тривати ще довше: на початку цього року астрономи з Університету Радбауда в Нідерландах оцінили, що фінальний кінець настане приблизно через один квінвігінтильйон років – тобто одиницю з 78 нулями.

Тож часу більш ніж достатньо, щоб цінувати зорі щоразу, коли вам випадає побачити ясне нічне небо.