22.02.2017 | Наука

Галактические археологи разработали генеалогическое древо звезд

С каждым годом информации об объектах Млечного Пути и других галактик становится всё больше и, для того чтобы её можно было эффективно использовать, необходимы новые методы систематизации полученных знаний.

Иллюстрация Institute of Astronomy of University of Cambridge

В частности, это необходимо для изучения происхождения звёзд и определения их "родственных" связей.

Группа исследователей во главе с Полой Йофре (Paula Jofre) из Кембриджского университета занимается изучением процесса формирования Млечного Пути. Для этого учёные собирают данные о химическом составе, кинематике и других свойствах звёзд разного возраста. Их работа относится к такому молодому в астрономии направлению как галактическая археология.

Проблема систематизации накопленной информации привела астрономов в совершенно другую область научных знаний, а именно в биологию.

Напомним, что в 1859 году Чарльз Дарвин предложил научному сообществу свою теорию эволюции, главной идей которой было то, что все формы жизни произошли от общего предка. Сейчас наиболее общепринятой считается синтетическая теория эволюции, которая основывается на классическом дарвинизме, популяционной генетике, молекулярной биологии, палеонтологии и некоторых других дисциплинах. Для выявления взаимосвязей между организмами одним из основных методов здесь является так называемая кластеризация. Именно она и приглянулась астрономам.

Руководствуясь принципами и алгоритмами теории биологической эволюции и филогенетики, они собрали светила в "семьи" и разработали первое генеалогическое древо звёзд Млечного Пути.

На данном этапе генеалогическое древо имеет три ветви и включает в себя 22 звезды, в том числе и Солнце. Для сборки звёздных "ДНК" была использована информация о присутствии и количестве в их составе 17 химических элементов, которая была получена в основном с помощью наземных телескопов, расположенных на севере Чили.

Состав звёзд может очень много рассказать об их происхождении. Первые светила состояли в основном из водорода и гелия. В процессе жизни звёзд из этих элементов постепенно формировались более тяжёлые, которые, вследствие взрывов сверхновых, распространялись по Вселенной, давая жизнь новым поколениям светил. Чем моложе звезда, тем меньше в её составе тяжёлых элементов. Разумеется, если "химические подписи" двух светил практически одинаковые, то велика вероятность, что они зародились в одном молекулярном облаке.

После того как звёзды были разделены на группы по тем самым химическим подписям, астрономы приступили к изучению их эволюции. Для этого они оценили возраст и кинематические свойства светил, опираясь на данные европейской миссии Hipparcos, которая была предшественником "Гайи".

Некоторые звёзды в Млечном Пути были образованы значительно раньше чем Солнце (наше светило существует примерно 4,5 миллиарда лет). Их возраст столь велик, что они могут считаться "живыми ископаемыми". Но именно эти "старушки" позволяют построить полноценную эволюционную картину. Возраст самой старой звезды, которая вошла в генеалогическое древо составляет почти десять миллиардов лет, то есть она в два раза старше Солнца, а самой молодой звезде при этом было "всего" 700 миллионов лет.

"Конечно, различия между звёздами и животными огромны, но мир и тех, и других меняется аналогичным образом с течением времени, поэтому они оба могут быть проанализированы с помощью построения генеалогических древ", — рассказывает соавтор исследования Роберт Фолей (Robert Foley) в пресс-релизе Кембриджа.

Результаты, опубликованные авторами исследования в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, – это только демонстрация потенциальных возможностей, первый шаг на пути к созданию полного эволюционного древа нашей галактики. Впереди ещё немало работы, фронт которой вполне понятен, хотя и кажется необъятным. Более того, звёздный каталог Млечного Пути продолжает пополняться.

По публикациям UkrNet