15 175 107 звёзд. Каждая получила свой возраст. Но ни одна цифра не точна: возраст звезды — это как попытка угадать возраст человека по фотографии. Вы скажете «около 30», а не «ровно 30 лет и 5 дней». Так и здесь: число окутано облаком неопределённости. Такая метка крайне важна для истории нашей Галактики: без неё карта Млечного Пути остаётся плоской. Ещё в прошлом веке Сесилия Пейн-Гапошкина выяснила, из чего состоят звёзды, а Ханс Бете разгадал источник их энергии — поэтому мы знаем, как они живут и стареют. Но прямо измерить возраст нельзя. Его выводят из законов звёздной жизни или, для немногих, по «дрожи» звезды (как это делали телескоп «Кеплер» под началом Уильяма Боруки). Однако для большинства звёзд у нас есть только измерения яркости и разложения света с телескопа Gaia. Из этих данных добывают температуру, силу тяжести на поверхности и долю тяжёлых элементов — они-то и хранят отпечаток возраста.
Новый подход использует алгоритм, который учится на примерах. Его натренировали на 135 569 звёздах, чьи возраста уже были неплохо известны благодаря проекту APOGEE. Этот алгоритм, в отличие от простого калькулятора, выдаёт не одно число, а целый веер возможных значений — словно говорит: «скорее всего столько-то, но с разбросом». Проблема в том, что даже эталонные возраста не идеальны, они сами имеют погрешность. Поэтому расчёт подправили: к собственной неуверенности алгоритма добавили известную ошибку каждого эталона. Но и входные данные — температура, химический состав — измерены с неточностями. Чтобы понять, как эти неточности просачиваются в итог, использовали моделирование с многократной случайной выборкой: для каждой звезды прогоняли 200 чуть изменённых вариантов параметров и усредняли результат. Так родилась модель, которая не просто называет возраст, а честно сообщает размытость оценки.
Проверка показала: среднее отклонение предсказанного возраста от настоящего — всего –0,119 миллиарда лет, типичный разброс — 1,200 миллиарда лет. Затем алгоритм применили к 15 175 107 звёздам из каталога Gaia с подходящими параметрами. Для каждой теперь есть не только возраст, но и три вида ошибки: от самого метода, от неточных исходных данных и полная. Типичная полная ошибка — около 1,4 миллиарда лет, примерно четверть возраста Земли. Сравнение с другими способами подтверждает надёжность. Теперь астрономы могут отбирать звёзды с приемлемой точностью для изучения того, как рождались звёзды в разных уголках Галактики. Это позволяет не прятать неопределённость, а работать с ней — прокладывать маршрут сквозь туман. Глядя сквозь этот вероятностный туман, исследователи начинают различать очертания истории Млечного Пути.
Знаменитая звезда «Мафусаил» поначалу получила возраст 16 миллиардов лет — больше самой Вселенной. Позже ошибку исправили, и теперь новый метод помогает избегать таких казусов, показывая размытость каждой оценки.
Точное определение возраста звезды по её свету напоминает трикодер из «Звёздного пути». Пока это не мгновенный анализ, но каталог на 15 миллионов звёзд — большой шаг к такому инструменту.