Вивчаючи рухи зір у давньому кулястому скупченні, науковці випадково натрапили на незвичайний “провал” у розподілі яскравостей червоних карликів на зоряній діаграмі. У певному діапазоні світимості червоних карликів виявився помітний пропуск, який вказує на процеси в надрах цих зір на відстані тисяч світлових років від нас.
Чому червоних карликів не помічали
Щоб класифікувати зорі й відстежувати стадії їхньої еволюції, астрономи використовують діаграму Герцшпрунга — Рассела. На ній світимість зір нанесена відносно кольору, який відображає температуру поверхні. Серед найпомітніших особливостей виділяється смуга зір головної послідовності, що проходить на діаграмі по діагоналі.
У 2018 році, аналізуючи дані орбітального телескопа ESA Gaia, вчені помітили вузьку діагональну ділянку в цій смузі, де зір помітно бракує. Прогалина розташована в зоні червоних карликів. Вона пов’язана зі змінами у внутрішній будові цих зір, адже у червоних карликів із масою від 0,34 до 0,36 маси Сонця накопичення палива в центрі може спричинити спалах енергії, що дестабілізує їхню структуру. Зорі тимчасово змінюють розмір, світимість і температуру, а оскільки одночасно через це проходить лише невелика їхня частина, у діаграмі утворюється помітний пропуск.
Кулясті скупчення як лабораторія
Дослідники з Інституту космічного телескопа (STScI) у Балтиморі вирішили перевірити, чи існує та сама прогалина в кулястому скупченні. Перевага таких скупчень у тому, що всі зорі в них утворилися приблизно в один час і в однакових умовах, а отже мають схожу історію та хімічний склад. Це суттєво спрощує порівняння і підвищує точність результатів.
За допомогою космічного телескопа ESA Euclid та NASA Hubble команда дослідила NGC 6397 — одне з найближчих до Землі кулястих скупчень. Воно розташоване приблизно за 8000 світлових років від нас у південному сузір’ї Жертовника і містить сотні тисяч зір. Вік скупчення оцінюють у 13,4 млрд років. Та сама прогалина на діаграмі, виявлена раніше при спостереженні сусідніх молодших зір, проявилася і тут, серед значно давніших зір скупчення.
Новий спосіб виміряти відстані
Знахідка має практичне значення. Оскільки прогалина виникає при чітко визначених масах зір, астрономи можуть використовувати точну світимість у цій точці як орієнтир для вимірювання відстані до скупчення. Це відкриває можливість для значно точніших розрахунків космічних відстаней.
Для отримання результатів команда застосувала інструменти для точних вимірювань у надзвичайно щільних зоряних полях, розроблені в STScI для телескопа Hubble протягом понад двох десятиліть. У поєднанні з широким полем зору Euclid вони дозволили чітко виявити прогалину. Науковці сподіваються, що подальші спостереження за допомогою Euclid і космічного телескопа Nancy Grace Roman допоможуть краще дослідити цю особливість і в інших кулястих скупченнях. Результати опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.
Джерело: phys.org
