Mūsu izpratne par Visumu un Piena Ceļu balstās uz atsevišķu zināšanu kopumu, kas ir savstarpēji saistīti. Bet katrs no šiem gabaliem ir tikai tik precīzs. Jo precīzāk mēs varam izveidot vienu no zināšanām, jo precīzāka ir mūsu izpratne par visu lietu.
Zvaigžņu vecums ir viens no šādiem gabaliem. Gadiem ilgi astronomi ir izmantojuši zvaigžņu vecuma noteikšanas metodi, kuras kļūdas robeža ir no 10% līdz 20%. Tagad Embry-Riddle aeronavigācijas universitātes zinātnieku komanda ir izstrādājusi jaunu paņēmienu, lai noteiktu zvaigžņu vecumu ar kļūdas robežu tikai no 3% līdz 5%.
Pašreizējie zvaigžņu iepazīšanās paņēmieni paļaujas uz to, ka zvaigznes tiek novērotas galvenajā secībā, kas ir tāda pati kā pieaugušo kapuce zvaigznēm. Tehnika ir vērsta uz zvaigznēm, kuras ir sākušas “nomirt”, kas šajā gadījumā nozīmē, ka tās izsūc savu ūdeņradi. Turklāt zinātnieki parasti var noteikt zvaigznes vecumu, tikai noskaidrojot to iedzīvotāju vecumu, kuriem viņi pieder. Viņi zina dažu atsevišķu zvaigžņu vecumu, bet galvenokārt mēs zinām zvaigžņu kopu vecumu, nevis pašas atsevišķas zvaigznes.
Iemesli tam ir diezgan sarežģīti, taču mūsu zvaigžņu iepazīšanās metodes ir novedušas pie dīvainiem, diezgan acīmredzami neiespējamiem secinājumiem, piemēram, Piena ceļā atrastas zvaigžņu kopas, kas ir vecākas par pašu Piena ceļu.
Embry-Riddle komandas izstrādātā tehnika, kuru vada fizikas un astronomijas profesors Dr. Teds fon Hippels, balstās uz balto punduru mērījumiem, nevis uz galvenajām secības zvaigznēm. Baltie punduri ir to zvaigžņu paliekas, kuras ir pametušas galveno secību pēc tam, kad ir beigusies degviela. Mūsu pašu Saule beigs savu dzīvi kā baltais punduris.
Jaunā tehnika mēra masu, virsmas temperatūru un to, vai tās atmosfērā ir ūdeņradis vai hēlijs.
“… Ir svarīgi zināt, vai uz virsmas ir ūdeņradis vai hēlijs, jo hēlijs izstaro siltumu no zvaigznes vieglāk nekā ūdeņradis.”
Teds fon Hippels, Fizikas un astronomijas profesors, Embry-Riddle universitāte.
“Zvaigznes masai ir nozīme, jo objektiem ar lielāku masu ir vairāk enerģijas un tiem nepieciešams ilgāks atdzist,” sacīja fon Hippels, Embry-Riddle fizisko zinātņu departamenta observatorijas direktors un 1,0 metru garā Ritchey-Chretien teleskops. “Tāpēc kafijas tasīte paliek karsta ilgāk nekā tējkarote kafijas. Virsmas temperatūra, piemēram, izlietotās ogles ugunskurā, kas ir izzudis, piedāvā norādes par to, cik senos ugunsgrēkos gāja bojā. Visbeidzot, ir svarīgi zināt, vai uz virsmas ir ūdeņradis vai hēlijs, jo hēlijs izstaro siltumu no zvaigznes vieglāk nekā ūdeņradis. ”
Zvaigznes masa joprojām ir būtiska, lai noteiktu tās vecumu, un tā joprojām ir sarežģīta, īpaši lielām balto punduru populācijām. Bet, pateicoties Gaia satelītam, tas kļūst vienkāršāk.
Profesora fon Hippela jaunā metode izmanto datus, ko sniedz Eiropas Kosmosa aģentūras Gaia misija. Gaia veido Piena ceļa 3D karti, izmērot aptuveni 1 miljarda zvaigžņu pozicionālo un radiālo ātrumu Piena ceļā un vietējā grupā. Gaia mēra zvaigžņu attālumus ar ļoti precīzu precizitāti, un to izmantoja fon Hippela komanda.
Gaia spēja izmērīt zvaigžņu attālumus ar lielu precizitāti, un fon Hippels un viņa komanda izmantoja šo precizitāti, lai noteiktu zvaigžņu rādiusu, pamatojoties uz to spilgtumu. Turpmāk viņi izmantoja esošo informāciju par zvaigznes masas un rādiusa attiecību, lai noteiktu masu - trūkstošo sastāvdaļu zvaigznes vecuma noteikšanai.
Pēdējais pieskāriens, kas palīdz jaunajai tehnikai dot precizitāti, ir izdomāt zvaigznes metāliskumu. Metāliskums attiecas uz dažādu ķīmisko elementu pārpilnību zvaigznē. Šī informācija ļauj viņiem precizēt zvaigznes vecumu.
Nesenajā Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē fon Hippela komandas locekļi prezentēja divus sava darba plakātus. Pirmais koncentrējās uz bināro zvaigžņu pāri ar vienu balto punduri un vienu galveno secības zvaigzni. Otrajā uzmanības centrā bija balto punduru binārais pāris.
"Nākamais pētījuma līmenis būs pēc iespējas vairāk periodiskās tabulas elementu noteikšana galvenajai secības zvaigznei šajos pāros."
Teds fon Hippels, Fizikas un astronomijas profesors, Embry-Riddle universitāte.
"Nākamais pētījuma līmenis būs pēc iespējas vairāk periodiskās tabulas elementu noteikšana galvenajai secības zvaigznei šajos pāros," sacīja fon Hippels. "Tas mums pastāstītu vairāk par galaktikas ķīmisko evolūciju, pamatojoties uz to, kā dažādi elementi laika gaitā izveidojās kā zvaigznes, kas veidojās mūsu galaktikā, Piena ceļā."
Von Hippel saka, ka metode joprojām tiek attīstīta, un to joprojām var apsvērt tās sākotnējā posmā. Bet tam ir daudz solījumu, un komanda cer, ka galu galā viņi iemācīsies visu Gaia datu kopā esošo balto punduru vecumus. "Tas varētu ļaut pētniekiem ievērojami uzlabot mūsu izpratni par zvaigžņu veidošanos Piena ceļā," sacīja fon Hippels.
Von Hippel pieņēma zināšanai salīdzinājumu starp arheoloģijas un astrofizikas laukiem. Arheoloģijā mēs izmantojam oglekļa datējumus, lai noteiktu visu veidu objektu vecumu: darbarīkus, struktūras, fosilijas, akmens laikmeta vietas. Lietu laikmeti dod mums izpratni par notikumu uz Zemes laika grafiku. Tas pats attiecas uz Visumu.
“Mūsdienu astronomiem, nezinot mūsu galaktikas dažādo komponentu vecumu, mums nav konteksta. Mums ir bijušas metodes, kā satikt debess objektus, bet ne precīzi. ”
