Naše chápání vesmíru a Mléčné dráhy je postaveno na budově jednotlivých poznatků, které spolu souvisejí. Ale každý z těchto kusů je jen tak přesný. Čím přesnější můžeme vytvořit jeden z poznatků, tím přesnější je naše porozumění celé věci.
Věk hvězd je jeden takový kus. Po celá léta astronomové používají metodu stanovení stáří hvězd, která má 10% až 20% rozpětí chyb. Nyní tým vědců z Embry-Riddle Aeronautical University vyvinul novou techniku pro stanovení věku hvězd s mezí chyby pouze 3% až 5%.
Současné techniky datování hvězd se spoléhají na pozorování hvězd na hlavní sekvenci, která je jako hvězdy pro dospělé. Tato technika se zaměřuje na hvězdy, které začaly „umírat“, což v tomto případě znamená, že vyčerpávají svůj vodík. Vědci navíc obvykle dokážou zjistit věk hvězdy tím, že zjistí věk populace, do které patří. Znají věk některých jednotlivých hvězd, ale většinou víme spíše věk hvězdných hvězdokup než jednotlivých hvězd samotných.
Důvody jsou poměrně složité, ale naše techniky datování hvězd vedly k některým zvláštním, zřejmě nemožným závěrům, jako je nalezení hvězdokup v Mléčné dráze, které jsou starší než samotná Mléčná dráha.
Technika vyvinutá týmem v Embry-Riddle, vedená profesorem fyziky a astronomie Dr. Tedem von Hippelem, se spoléhá spíše na měření bílých trpaslíků než na hvězdy hlavní sekvence. Bílí trpaslíci jsou zbytky hvězd, které po vyčerpání paliva opustily hlavní sekvenci. Naše vlastní Slunce ukončí svůj život jako bílý trpaslík.
Nová technika měří hmotnost, povrchovou teplotu a to, zda má atmosféra vodík nebo helium.
„… Vědět, zda je na povrchu vodík nebo helium, je důležité, protože helium vyzařuje teplo z hvězdy snadněji než vodík.“
Dr. Ted von Hippel, profesor fyziky a astronomie, Embry-Riddle University.
"Hmotnost hvězdy je důležitá, protože objekty s větší hmotou mají více energie a déle se ochladzují," řekl von Hippel, ředitel Observatoř observatoře fyzikální vědy Embry-Riddle a dalekohled Ritchey-Chretien o délce 1,0 metru. "Z tohoto důvodu zůstává šálek kávy horké déle než lžička kávy." Povrchová teplota, stejně jako spálené uhlí v ohništi, který vyšel, nabízí vodítka, jak dávno oheň zemřel. Nakonec je důležité vědět, zda je na povrchu vodík nebo helium, protože helium vyzařuje teplo z hvězdy snadněji než vodík. “
Hmota hvězdy je stále klíčem k určení jejího věku a je stále obtížná, zejména pro velké populace bílých trpaslíků. Ale díky satelitu Gaia je to snazší.
Nová metoda profesora von Hippela využívá dat poskytnutých misí Evropské vesmírné agentury Gaia. Gaia vytváří 3D mapu Mléčné dráhy měřením polohové a radiální rychlosti asi 1 miliardy hvězd v Mléčné dráze a v místní skupině. Gaia měří vzdálenosti hvězd s extrémní přesností a to je to, co von Hippelův tým využil.
Gaia dokázala měřit vzdálenosti hvězd s velkou přesností a von Hippel a jeho tým použili tuto přesnost k určení poloměru hvězd na základě jejich jasu. Odtud použili existující informace o poměru hmotnosti k poloměru hvězdy, aby určili hmotu, chybějící komponentu při určování věku hvězdy.
Posledním dotykem, který pomáhá nové technice její přesnosti, je zjistit metalitu hvězdy. Hutnost odkazuje na množství různých chemických prvků ve hvězdě. Tato informace jim umožňuje upřesnit věk hvězdy.
Na nedávném setkání americké astronomické společnosti představili členové týmu von Hippel dva plakáty k jejich práci. První se zaměřil na binární dvojici hvězd s jedním bílým trpaslíkem a jednou hvězdou hlavní sekvence. Druhý se zaměřil na binární dvojici bílých trpaslíků.
"Další úrovní studia bude stanovení co největšího počtu prvků v periodické tabulce pro hlavní sekvenční hvězdu v těchto párech."
Dr. Ted von Hippel, profesor fyziky a astronomie, Embry-Riddle University.
"Další úrovní studia bude určení co největšího počtu prvků v periodické tabulce pro hlavní sekvenční hvězdu v těchto párech," řekl von Hippel. "To by nám řeklo více o galaktické chemické evoluci, založené na tom, jak se různé prvky vytvářely v průběhu času jako hvězdy tvořené v naší galaxii, Mléčná dráha."
Von Hippel říká, že tato metoda se stále vyvíjí a stále ji lze zvážit v její předběžné fázi. Ale je to hodně slibné a tým doufá, že se nakonec naučí věky všech bílých trpaslíků v datovém souboru Gaia. "To by mohlo vědcům umožnit výrazně rozšířit naše chápání formování hvězd v Mléčné dráze," řekl von Hippel.
Von Hippel si všiml srovnání mezi oblastí archeologie a oblastí astrofyziky. V archeologii používáme datování uhlíku ke stanovení věku všech druhů objektů: nástrojů, struktur, fosilií, lokalit doby kamenné. Věk věcí nám dává pochopení časové osy událostí na Zemi. Totéž platí pro vesmír.
"Pro dnešní astronomy, aniž bychom věděli o věku různých složek naší galaxie, nemáme kontext." Měli jsme techniky datování nebeských objektů, ale ne přesně. “
