Ничто не длится вечно — даже наша Вселенная. За последние два десятилетия астрономы все чаще находят признаки того, что космос, возможно, уже прошел пик своего развития. Один из таких тревожных сигналов — все меньшее число рождающихся звезд, пишет Русская служба Би-би-си.
Дело не в том, что во Вселенной заканчиваются звезды. По оценкам, их может быть до одного септиллиона — то есть единица с 24 нолями.
Однако астрономы считают, что процесс образования новых звезд постепенно замедляется.
Звезда рождается… и умирает
Согласно современному научному консенсусу, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Первые звезды сформировались вскоре после Большого взрыва.
В прошлом году космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в нашей галактике Млечный Путь три звезды, возраст которых, как считается, даже превышает 13 миллиардов лет.
Звезды по своей сути — это гигантские шары раскаленного газа, и все они начинают жизнь одинаково.
Они формируются в огромных облаках космической пыли и газа, которые в астрономии называются туманностями. Под действием гравитации сгустки газа стягиваются вместе, постепенно нагреваются и превращаются в зарождающуюся звезду — протозвезду.
Когда ядро звезды разогревается до миллионов градусов, атомы водорода в нем сжимаются и объединяются, образуя гелий. Этот процесс называется ядерным синтезом. При этом выделяются свет и тепло, и звезда входит в стабильную фазу, называемую «главной последовательностью».
По оценкам астрономов, звезды главной последовательности, включая наше Солнце, составляют около 90% всех звезд во Вселенной. Их масса варьируется от одной десятой до 200 масс Солнца.
Со временем такие звезды исчерпывают топливо, и их путь к гибели может складываться по-разному.
Звезды небольшой массы, такие как Солнце, угасают постепенно, на протяжении миллиардов лет.
А вот у более массивных звезд, чья масса как минимум в восемь раз превышает солнечную, финал куда драматичнее: они взрываются в грандиозной вспышке, называемой суперновой.
Старые звезды доминируют
В 2013 году международная группа астрономов, изучавших тенденции звездообразования, заявила, что 95% всех звезд, которые когда-либо будут существовать, уже родились.
«Мы явно живем во Вселенной, где доминируют старые звезды», — сказал ведущий автор того исследования Дэвид Собрал в статье на сайте телескопа Subaru.
Если смотреть на временную шкалу Вселенной, пик звездообразования, по всей видимости, пришелся примерно на 10 миллиардов лет назад — период, известный как «космический полдень» (Cosmic Noon).
«Галактики превращают газ в звезды, но делают это с все меньшей скоростью», — говорит профессор Дуглас Скотт, космолог из Университета Британской Колумбии в Канаде.
Профессор Скотт является соавтором исследования, которое сейчас проходит процедуру научного рецензирования и в котором были проанализированы данные телескопов Euclid и Herschel Европейского космического агентства.
Ему и международной группе исследователей удалось одновременно изучить более 2,6 миллиона галактик — это стало возможным благодаря миссии Euclid по созданию огромной трехмерной карты Вселенной.
Астрономов особенно интересовало тепло, излучаемое звездной пылью. В галактиках с более высоким темпом звездообразования пыль, как правило, горячее, поскольку в них присутствуют более крупные и более горячие звезды.
По словам профессора Скотта, команда обнаружила, что температуры галактик постепенно снижаются на протяжении нескольких миллиардов лет.
«Мы уже давно прошли пик звездообразования, и в каждом новом поколении будет рождаться все меньше и меньше звезд», — говорит он.
Большое спад?
Верно, что смерть старых звезд может приводить к образованию новых за счет того же самого вещества, однако все не так просто.
Представим, что у нас есть куча строительных материалов, из которых мы построили дом. Если мы захотим построить новый, то, конечно, можем попытаться переработать старое здание, но полезным окажется далеко не все.
«Это означает, что мы сможем построить лишь дом меньшего размера. Каждый раз, когда мы его разбираем, пригодного материала остается все меньше — пока в какой-то момент его не станет недостаточно для строительства нового дома вообще», — объясняет профессор Скотт.
Примерно то же самое происходит и со звездами.
«У каждого поколения звезд все меньше топлива для горения, и в конечном итоге его станет недостаточно, чтобы звезда вообще могла сформироваться», — говорит космолог.
«Мы уже знаем, что звезды малой массы во Вселенной встречаются гораздо чаще, чем массивные», -продолжает он.
Ученые давно предполагают, что когда-нибудь Вселенная придет к своему концу. Однако они не могут с уверенностью сказать, как именно и когда это произойдет.
Одна из наиболее признанных на сегодняшний день теорий — тепловая смерть Вселенной.
Ее также называют «Большим замерзанием». Согласно этой гипотезе, по мере того как Вселенная продолжает расширяться, энергия будет все сильнее рассеиваться, пока в конечном итоге не станет слишком холодно для поддержания жизни. Звезды будут удаляться друг от друга, исчерпывать топливо, а новые звезды больше не будут рождаться.
«Количество доступной энергии во Вселенной ограничено», — объясняет профессор Скотт.
Множество нолей
Но прежде чем с меланхолией вглядываться в небо, стоит помнить: угасание звезд займет астрономически долгий промежуток времени.
Профессор Скотт считает, что новые звезды будут продолжать появляться еще в течение 10−100 триллионов лет — значительно после того, как наше Солнце, вероятнее всего, прекратит свое существование.
Что касается «Большого замерзания», то оно может занять еще больше времени: ранее в этом году астрономы из нидерландского Университета Радбуда подсчитали, что окончательный конец наступит примерно через один квинвигинтиллион лет — это единица с 78 нолями.
Так что времени предостаточно, чтобы в следующий ясный вечер спокойно полюбоваться звездами на ночном небе.