Как вращение и двойники путают возраст звёзд экспресс
Человек на старой фотографии стоит в толпе и при этом кружится — угадать его возраст почти невозможно. Примерно так астрономы определяют возраст и массу далёких звёзд и часто ошибаются. Для звёзд, которые немного тяжелее Солнца (от 1,4 до 2,5 его масс), обычные методы вроде «часов» по химическому составу работают плохо. Вместо этого учёные строят графики жизни звёзд — изохроны (линии, где звёзды одного возраста и состава, но разной массы) — и подбирают к ним данные наблюдений. Но в этих графиках не учитывают два важных искажения: быстрое вращение и то, что звезда может быть не одна, а в паре с невидимым соседом.
Авторы нового исследования построили виртуальную фабрику звёзд. Они создали тысячи модельных светил с разной скоростью вращения, массой, наклоном оси и вероятностью иметь компаньона. Потом они «наблюдали» эти звёзды так же, как это делают телескопы, и смотрели, насколько ошибаются стандартные изохронные сетки. Оказалось, что для молодых звёзд, только вышедших на главную последовательность (как наше Солнце, но в начале жизни), возраст занижают в два и более раза. А вот для звёзд, которые прожили больше 10% своего срока, возраст, наоборот, завышают примерно на 31%, с разбросом в 27%. Массу при этом путают в среднем на десятую долю солнечной — казалось бы, немного, но для планет это критично.
Экзопланеты — планеты у других звёзд — напрямую зависят от свойств своей звезды. Если мы ошибаемся в возрасте и массе, то неверно оценим, может ли планета быть обитаемой, как она эволюционирует и даже заметим ли мы её вообще. Инструмент RAPID, созданный авторами, позволяет по данным наблюдений быстро оценить, насколько вероятны те или иные масса и возраст звезды, уже с учётом вращения и возможной двойственности. Это как получить не одну фотографию, а целый альбом с поправками на движение и компанию.
Звезда, которая вращается очень быстро, может делать полный оборот вокруг своей оси за несколько часов — наше Солнце тратит на это почти месяц.