Астрономы наблюдают Солнце в телескопы всего 400 лет — крошечная доля возраста Солнца в 4,6 миллиарда лет. Очень сложно изучать историю и будущую эволюцию нашей звезды, но мы можем сделать это, охотясь за редкими звездами, которые почти в точности похожи на нашу, но находятся на разных этапах своей жизни. Теперь астрономы определили звезду, которая по сути является идентичным близнецом нашему Солнцу, но на 4 миллиарда лет старше — это почти все равно, что увидеть настоящую версию парадокса близнецов в действии [1].Хорхе Мелендес (Universidade de Sao Paulo, Бразилия), руководитель группы и соавтор новой статьи, объясняет: «На протяжении десятилетий астрономы искали солнечных близнецов, чтобы лучше узнать наше собственное животворное Солнце.
Но очень мало было найдено с момента открытия первого в 1997 году. Теперь мы получили спектры превосходного качества с VLT и можем исследовать солнечных близнецов с чрезвычайной точностью, чтобы ответить на вопрос, является ли Солнце особенным ».Команда исследовала двух солнечных близнецов [2] — одного, который считался моложе Солнца (18 Скорпионов), и другого, который, как предполагалось, был старше (HIP 102152). Они использовали спектрограф UVES на Очень большом телескопе (VLT) в обсерватории Паранал ESO, чтобы разделить свет на составляющие цвета, чтобы можно было детально изучить химический состав и другие свойства этих звезд.
Они обнаружили, что HIP 102152 в созвездии Козерога (Морской Козел) — самый старый из известных на сегодняшний день солнечных близнецов. По оценкам, ему 8,2 миллиарда лет, по сравнению с 4,6 миллиардами лет для нашего Солнца. С другой стороны, было подтверждено, что 18 Скорпионов моложе Солнца — около 2,9 миллиарда лет.Изучение древнего солнечного двойника HIP 102152 позволяет ученым предсказать, что может случиться с нашим Солнцем, когда оно достигнет этого возраста, и они уже сделали одно важное открытие. «Одна проблема, которую мы хотели решить, заключается в том, является ли Солнце типичным по составу», — говорит Мелендес. «Самое главное, почему в нем такое странно низкое содержание лития?»
Литий, третий элемент периодической таблицы, был создан в результате Большого взрыва вместе с водородом и гелием. Астрономы годами размышляли над тем, почему в одних звездах меньше лития, чем в других. С новыми наблюдениями HIP 102152 астрономы сделали большой шаг к разгадке этой загадки, установив сильную корреляцию между возрастом звезды, похожей на Солнце, и содержанием в ней лития.
В нашем собственном Солнце теперь всего 1% лития, который присутствовал в материале, из которого оно образовалось. Исследования более молодых солнечных близнецов показали, что эти младшие братья и сестры содержат значительно большее количество лития, но до сих пор ученые не могли доказать четкую корреляцию между возрастом и содержанием лития [3].ТалаВанда Монро (Universidade de Sao Paulo), ведущий автор новой статьи, заключает: «Мы обнаружили, что HIP 102152 имеет очень низкий уровень лития.
Это впервые ясно демонстрирует, что более старые солнечные близнецы действительно имеют меньше лития, чем наше собственное Солнце или более молодые солнечные близнецы. Теперь мы можем быть уверены, что звезды каким-то образом разрушают свой литий с возрастом, и что содержание лития в Солнце кажется нормальным для его возраста ». [4]Последний поворот истории заключается в том, что HIP 102152 имеет необычный образец химического состава, который слегка отличается от большинства других солнечных близнецов, но похож на Солнце. Оба они демонстрируют недостаток элементов, которыми изобилуют метеориты и на Земле.
Это сильный намек на то, что в HIP 102152 могут находиться каменистые планеты земного типа [5].Примечания[1] Многие люди слышали о парадоксе близнецов: один идентичный близнец совершает космическое путешествие и возвращается на Землю моложе своего брата или сестры. Хотя здесь нет путешествия во времени, мы видим два совершенно разных возраста для этих двух очень похожих звезд — снимки жизни Солнца на разных этапах.
[2] Солнечные близнецы, солнечные аналоги и звезды солнечного типа относятся к категории звезд в соответствии с их сходством с нашим Солнцем. Солнечные близнецы наиболее похожи на наше Солнце, поскольку имеют очень похожие массы, температуры и химический состав. Солнечные близнецы редки, но другие классы, где сходство менее точное, встречаются гораздо чаще.[3] Предыдущие исследования показали, что содержание лития в звезде также может быть затронуто, если в ней находятся планеты-гиганты (eso0942, eso0118, Nature paper), хотя эти результаты обсуждались (ann1046).
[4] До сих пор неясно, как именно литий разрушается внутри звезд, хотя было предложено несколько процессов для переноса лития с поверхности звезды в ее более глубокие слои, где он затем разрушается.[5] Если звезда содержит меньше элементов, которые мы обычно находим в скалистых телах, это указывает на то, что на ней, вероятно, находятся скалистые планеты земной группы, потому что такие планеты блокируют эти элементы, поскольку они формируются из большого диска, окружающего звезду.
Предположение о том, что HIP 102152 может содержать такие планеты, дополнительно подкрепляется мониторингом лучевой скорости этой звезды с помощью спектрографа ESO HARPS, который показывает, что внутри обитаемой зоны звезды нет планет-гигантов. Это сделало бы возможным существование потенциальных планет земного типа вокруг HIP 102152; в системах с планетами-гигантами, расположенными близко к своей звезде, шансы найти планеты земной группы намного меньше, поскольку эти маленькие скалистые тела нарушены и разрушены.