Mūsų supratimas apie Visatą ir Paukščių Taką yra paremtas atskirų žinių, susijusių tarpusavyje, vienetais. Bet kiekvienas iš tų kūrinių yra tik tikslus. Kuo tiksliau galime sudaryti vieną iš žinių dalių, tuo tikslesnis yra mūsų supratimas apie visa tai.
Žvaigždžių amžius yra vienas iš tokių kūrinių. Jau daugelį metų astronomai naudoja žvaigždžių amžiaus nustatymo metodą, kurio paklaida yra nuo 10% iki 20%. Dabar „Embry-Riddle“ aeronautikos universiteto mokslininkų komanda sukūrė naują metodą, kaip nustatyti žvaigždžių amžių su paklaida nuo 3% iki 5%.
Dabartiniai žvaigždžių pasimatymų būdai yra pagrįsti žvaigždžių stebėjimu pagrindine seka, kuri yra panaši į suaugusiųjų gaubtą žvaigždėms. Ši technika žvelgia į žvaigždes, kurios pradėjo „žūti“, o tai šiuo atveju reiškia, kad jos išeikvoja savo vandenilį. Be to, mokslininkai žvaigždės amžių paprastai gali pasakyti tik išsiaiškinę gyventojų, kuriems jie priklauso, amžių. Jie žino kai kurių atskirų žvaigždžių amžių, bet dažniausiai mes žinome žvaigždžių grupių, o ne pačių žvaigždžių amžių.
Priežastys yra gana sudėtingos, tačiau mūsų pažinties su žvaigždėmis metodai padarė keletą keistų, gana akivaizdžiai neįmanomų išvadų, pavyzdžiui, radus Paukščių Take žvaigždžių grupes, senesnes už patį Paukščių Taką.
„Embry-Riddle“ komandos, vadovaujamos fizikos ir astronomijos profesoriaus dr. Tedo von Hippelio, sukurta technika remiasi baltųjų nykštukų matavimais, o ne pagrindinėmis sekos žvaigždėmis. Baltosios nykštukės yra žvaigždžių liekanos, kurios, pasibaigus degalams, paliko pagrindinę seką. Mūsų pačių Saulė baigs savo gyvenimą kaip baltoji nykštukė.
Nauja technika matuoja masę, paviršiaus temperatūrą ir tai, ar jos atmosferoje yra vandenilio, ar helio.
„… Svarbu žinoti, ar paviršiuje yra vandenilio ar helio, nes helis nuo žvaigždės geriau išskiria šilumą nei vandenilis“.
Ted von Hippel, Fizikos ir astronomijos profesorius, Embry-Riddle universitetas.
„Žvaigždės masė yra svarbi, nes didesnės masės objektai turi daugiau energijos ir ilgiau atvėsta“, - teigė von Hippel, „Embry-Riddle“ fizinių mokslų departamento observatorijos direktorius ir 1,0 metro atstumo Ritchey-Chretien teleskopas. Štai kodėl kavos puodelis yra karštas ilgiau nei arbatinis šaukštelis kavos. Paviršiaus temperatūra, kaip panaudotos anglys užgesusiame lauže, rodo, kaip seniai žuvo gaisras. Galiausiai svarbu žinoti, ar paviršiuje yra vandenilio ar helio, nes helis labiau spinduliuoja šilumą nuo žvaigždės nei vandenilis. “
Žvaigždės masė vis dar yra labai svarbi nustatant jos amžių, ir vis dar sunku, ypač didelėms baltųjų nykštukių populiacijoms. Tačiau „Gaia“ palydovo dėka tai padaryti dar lengviau.
Profesoriaus von Hippelio nauju metodu pasinaudojama Europos kosmoso agentūros „Gaia“ misijos pateiktais duomenimis. Gaia sukuria 3D Paukščių Tako žemėlapį, išmatuodamas maždaug 1 milijardo žvaigždžių padėties ir radialinį greitį Paukščių Take ir vietinėje grupėje. Gaia matuoja žvaigždžių atstumus labai tiksliai, ir tuo pasinaudojo von Hippelio komanda.
Gaia sugebėjo labai tiksliai išmatuoti žvaigždžių atstumus, o von Hippelis ir jo komanda pasinaudojo tuo tikslumu, kad nustatytų žvaigždžių spindulį pagal jų ryškumą. Tada jie naudojo esamą informaciją apie žvaigždės masės ir spindulio santykį, kad nustatytų masę, o trūkstamas ingredientas nustato žvaigždės amžių.
Paskutinis prisilietimas, kuris padeda naujajai technikai suteikti tikslumo, yra išsiaiškinti žvaigždės metališkumą. Metališkumas reiškia įvairių cheminių elementų gausą žvaigždėje. Ši informacija leidžia jiems patikslinti žvaigždės amžių.
Neseniai vykusiame Amerikos astronomijos draugijos susirinkime von Hippel komandos nariai pristatė du savo darbo plakatus. Pirmasis sutelktas į dvejetainę žvaigždžių porą su viena balta nykštukė ir viena pagrindine sekos žvaigžde. Antrasis dėmesys buvo sutelktas į dvejetainę baltųjų nykštukių porą.
„Kitas tyrimo lygis bus nustatyti kuo daugiau periodinės lentelės elementų pagrindinei sekos žvaigždei šiose porose“.
Ted von Hippel, Fizikos ir astronomijos profesorius, Embry-Riddle universitetas.
„Kitas tyrimo lygis bus nustatyti kuo daugiau periodinės lentelės elementų pagrindinei sekos žvaigždei šiose porose“, - sakė von Hippel. „Tai daugiau pasakytų apie galaktikos cheminę evoliuciją, remiantis tuo, kaip skirtingi elementai laikui bėgant kaupėsi kaip žvaigždės, susiformavusios mūsų galaktikoje, Paukščių Take“.
Von Hippel sako, kad metodas vis dar tobulinamas ir vis dar gali būti svarstomas jo parengiamajame etape. Tačiau tai žada daug pažadų, o komanda tikisi, kad ilgainiui jie sužinos visų „Gaia“ duomenų rinkinyje esančių baltųjų nykštukų amžių. „Tai galėtų leisti tyrėjams žymiai pagerinti mūsų supratimą apie žvaigždžių formavimąsi Paukščių Take“, - sakė von Hippelis.
Von Hippelis atkreipė dėmesį į palyginimą tarp archeologijos ir astrofizikos sričių. Archeologijoje mes naudojame anglies pažymas, kad nustatytume visų rūšių objektus: įrankius, konstrukcijas, fosilijas, akmens amžiaus vietas. Daiktų amžiai leidžia mums suprasti įvykių Žemėje tvarkaraštį. Tas pats pasakytina apie Visatą.
„Šiandienos astronomai, nežinodami skirtingų mūsų galaktikos komponentų amžiaus, neturime konteksto. Mes turime metodų, kaip susieti dangaus objektus, bet ne tiksliai “.
