Виявлено старезний двійник Сонця

VLT дав нові ключі для відкриття таємниці літію

Міжнародна група вчених під керівництвом астрономів із Бразилії ідентифікувала та дослідила на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO найстарішу з наразі відомих зірок-двійників Сонця - зорю HIP 102152. Розташована на відстані 250 світлових роках від Землі, вона із Сонцем має більше спільного, ніж будь-який інший його двійник, за винятком того, що Сонце молодше від зорі майже на чотири мільярди років. Тепер є унікальна можливість побачити, як виглядатиме Сонце через купу років. До того ж, нові спостереження вперше дозволили встановити важливий зв'язок між віком зорі та вмістом літію у ній. І нарешті, вони дозволяють припустити, що навколо HIP 102152 ймовірно є кам'янисті планети земного типу.

Астрономи спостерігають Сонце в телескопи всього близько 400 років. Це крихта часу у порівнянні з його віком, якому більше чотирьох мільярдів років. Вельми важко досліджувати минуле та майбутній розвиток нашої зорі, тому нам доводиться розшукувати серед зірок рідкісні приклади таких, які можна назвати "сонячними двійниками" на різних стадіях їх еволюції. Наразі астрономи знайшли зорю, котра по суті є повністю схожа на Сонце за своїми характеристиками, але на чотири мільярди років старіша. Вона наче живий взірець "парадоксу близнюків" для зірок [1].
Хорхе Мелендес (Університет Сан Пауло, Бразилія), очільник дослідницької групи та співавтор статті пояснює: "Протягом десятиліть астрономи шукали сонячних близнюків, щоб краще зрозуміти нашу життєдайну зорю. Але знайти їх вдалося дуже небагато, а перший був виявлений тільки у 1997 році. Зараз ми отримуємо із телескопом VLT спектри надвисокої якості і можемо вивчати ці об'єкти з дуже великою точністю. Це допоможе зрозуміти, чи є Сонце особливим".
Група досліджувала два сонячних двійники [2]. Вважалося, що один із них (18 Скорпіона) молодший від Сонця, а інший (HIP 102152) старший. Було застосовано спектрограф UVES на Дуже Великому Телескопі (VLT) в обсерваторії ESO Паранал, щоб розщепити зоряне світло на його кольорові складові, що дозволяє докладно вивчити хімічний склад та інші властивості зорі.
Вчені виявили, що зоря HIP 102152 в сузір'ї Козерога є найстарішим із усіх відомих двійників Сонця. Її вік оцінюється у 8.2 мільярда років, у той час, як Сонцю всього 4.6 мільярда. Підтвердилось і те, що 18 Скорпіона молодша за Сонце — їй тільки 2.9 мільярда років.
Вивчення старезного двійника Сонця HIP 102152 дозволяє вченим передбачити, що може трапитися з нашої зорею, коли вона досягне такого віку. Вдалося зробити значне відкриття. "Одним із питань, які ми хотіли розглянути - це те, чи є Сонце типовою зорею за своїм хімічним складом", - каже Мелендес: "І найважливіше питання: чому у нього такий незвично низький вміст літію?".
Літій - третій елемент періодичної таблиці Менделєєва, утворився під час Великого Вибуху поряд з воднем і гелієм. Астрономи вже багато років не можуть зрозуміти, чому в деяких зорях виявляється менше літію, ніж в інших. Нові спостереження HIP 102152 дозволили вченим зробити великий крок до вирішення цієї таємниці: вдалося встановити чіткий взаємозв’язок між віком сонцеподібної зорі та змістом літію в ній.
На Сонці зараз залишився всього 1% літію від тієї його кількості, що був у речовині, з якої Сонце утворилося. Дослідження більш молодих сонячних двійників дало зрозуміти, що вони містять значно більше літію, але до останнього часу вченим не вдавалося встановити чітку залежність між віком зорі та вмістом літію в ній [3].
ТалаВанда Монро (Університет Сан Пауло, Бразилія), провідний автор нової статті, укладає: "Ми виявили, що HIP 102152 має дуже низький вміст літію. Це вперше чітко доводить, що більш старі сонячні двійники дійсно мають менші запасами літію, ніж Сонце або його молоді "близнюки". Тепер ми можемо бути впевнені, що літій в зорях якимось чином руйнується із часом їх старіння, і що вміст літію у Сонці є нормальним для його віку". [4]
Останній штрихом цієї історії є те, що у HIP 102152 виявилася незвичайна особливість хімічного складу, яка трохи відрізняє цю зірку від більшості сонячних двійників, та проте робить її іще більш схожою до Сонця. У обох світил виявляється дефіцит тих елементів, які в достатку присутні в метеоритах і на Землі. Можливо, це вказує на існування поряд із HIP 102152 землеподібних кам'янистих планет [5].

Примітки

[1] Багато людей чули про парадокс близнюків: один близнюк відправляється у космічну подорож і повертається на Землю молодим за свого брата. Хоча тут нема ніякої подорожі у часі, ми бачимо два абсолютно різних віки для цих двох дуже схожих зірок - це наче "портрети" Сонця на різних стадіях його життя.
[2] Сонячні двійники, або зорі сонячного типу - це категорії зірок, що мають схожі властивості до нашого Сонця: подібні маси, температури та хімічний склад. Вони рідкісні, проте інші класи, де схожість до Сонця є менш точною, зустрічаються набагато частіше.
[3] Попередні дослідження показали, що вміст літію у зорі також можуть бути порушеним, якщо навколо останньої є планети-гіганти (eso0942, eso0118, стаття в Nature), проте навколо них було обговорення (ann1046).
[4] Досі незрозуміло, як саме відбувається розпад літію в зорях, хоча було запропоновано кілька механізмів перенесення літію з поверхні зорі в її глибші шари, де він потім розпадається.
[5] Якщо зоря містить менші кількості хімічних елементів, які ми зазвичай знаходимо в кам'янистих тілах, це означає, що навколо неї ймовірно обертаються планети земної групи. Оскільки ті елементи витрачаються на утворення подібних планет із матерії протопланетного диску, то їх мало попадає на власне зорю. Ідея, що навколо HIP 102152 є такі планети, підкріплюється тим, що виміри радіальних швидкостей даної зорі за допомогою спектрографа HARPS ESO вказують на відсутність планет-гігантів в межах її "поясу життя". Це збільшує ймовірність існування схожих на Землю планет навколо HIP 102152, бо в системах із планетами-гігантами близько від материнської зорі, шансів знайти планети земного типу набагато менше, оскільки ці невеликі кам'янисті тіла постійно порушуються сусідами-гігантами.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li depletion from the oldest Sun”, by TalaWanda Monroe et al. котра опублікована в Astrophysical Journal Letters.

Науково-дослідна група у складі TalaWanda R. Monroe, Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo, Brazil [USP]), Iván Ramírez (The University of Texas at Austin, USA), David Yong (Australian National University, Australia [ANU]), Maria Bergemann (Max Planck Institute for Astrophysics, Germany), Martin Asplund (ANU), Jacob Bean, Megan Bedell (University of Chicago, USA), Marcelo Tucci Maia (USP), Karin Lind (University of Cambridge, UK), Alan Alves-Brito, Luca Casagrande (ANU), Matthieu Castro, José-Dias do Nascimento (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brazil), Michael Bazot (Centro de Astrofísica da Universidade de Porto, Portugal) та Fabrício C. Freitas (USP).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• Research paper
• FAQ about ESO and Brazil
• Photos of the VLT

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org
TalaWanda R. Monroe
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Телефон: +55 11 3091 2815
Email: tmonroe - at - usp.br (replace "- at - " with "@")
Jorge Meléndez
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Телефон: +55 11 3091 2840
Email: jorge.melendez@iag.usp.br
Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1337.

Джерело: ESO Ukraine