Новая карта жизненного цикла звёзд: исследование переменных звёзд в рамках миссии Gaia

Исследователи из Северо-Восточного университета показали, что видимая Вселенная и тёмная материя, вероятно, развивались совместно со времён Большого взрыва. Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Одно из лучших мест для изучения звёзд — это «рассеянные скопления», группы звёзд, сформировавшихся из одного материала и связанных гравитацией. Такие скопления служат лабораториями, демонстрируя поведение звёзд разной массы и возраста. Особый интерес представляют «переменные звёзды», чья яркость регулярно меняется, а пульсации помогают учёным изучать внутреннюю физику звёзд и структуру галактики.

До сих пор астрономы изучали скопления и переменные звёзды по отдельности, обычно анализируя одно скопление за раз. Такой подход не давал полной картины, оставляя пробелы в понимании звёздной эволюции.

Теперь Ричард И. Андерсон, руководитель Лаборатории стандартных свеч и расстояний в EPFL, и Эмили Хант из Института астрономии Макса Планка впервые объединили эти два подхода. Используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства, они составили карту почти 35 000 переменных звёзд в 1200 рассеянных скоплениях Млечного Пути. Этот «обзор с высоты птичьего полёта» даёт беспрецедентное представление о том, как звёзды живут, стареют и умирают в своих сообществах.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Новые закономерности в звёздной эволюции

«Это научный прорыв, поскольку впервые большие выборки звёздных скоплений и переменных звёзд анализируются совместно», — говорит Андерсон. «Это создаёт синергию, так как два подхода дают взаимодополняющие данные».

Команда построила карту, используя третий релиз данных Gaia — спутника, который с высокой точностью измеряет положение, яркость и цвет более миллиарда звёзд. Для надёжности результатов учёные сосредоточились на скоплениях в пределах 6500 световых лет.

Сопоставив каталог переменных звёзд Gaia с данными о скоплениях, исследователи проанализировали возраст, расстояния и яркость каждой звезды. Это позволило выявить новые закономерности: например, молодые скопления содержат наибольшее разнообразие переменных звёзд, а в старых преобладают звёзды с медленными, солнцеподобными циклами. Некоторые типы переменных звёзд оказались маркерами возраста скоплений, что упрощает их датировку без сложных моделей.

Каталог с данными о 35 000 переменных звёзд (их положение, тип и свойства) опубликован в открытом доступе. Исследование также предоставило самую точную на сегодня диаграмму распределения переменных звёзд на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, ключевом инструменте астрономов.

Хотя спутник Gaia уже завершил работу, его архив наблюдений (почти 2 миллиарда звёзд) будет анализироваться учёными в ближайшие годы.

«Наша работа — это предвкушение того, что принесут 4-й и 5-й релизы данных Gaia, которые революционизируют изучение звёздных популяций через их переменность», — отмечает Андерсон.

Использование переменных звёзд как «часов» и «маркеров» эволюции открывает новые пути для изучения истории Вселенной.

«Мы сделаны из звёздной пыли, — говорит Андерсон. — Понимание жизни звёзд и физики, управляющей ими, важно для осознания нашего происхождения и места в космосе».

Дополнительная информация: Richard I. Anderson et al, A bird's eye view of stellar evolution through populations of variable stars in Galactic open clusters, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202555111