Ymmärryksemme maailmankaikkeudesta ja Linnunradasta on rakennettu yksittäisten, toisiinsa liittyvien tietämysten osatekijöille. Mutta jokainen noista kappaleista on vain niin tarkkoja. Mitä tarkempi voimme tehdä yhden tietopaketista, sitä tarkempi ymmärrysmme koko asiasta on.
Tähtien ikä on yksi tällainen pala. Tähtitieteilijät ovat vuosien ajan käyttäneet tähtiä iän määrittämisessä menetelmää, jonka virhemarginaali on 10 - 20%. Nyt Embry-Riddle Aeronautical Universityn tutkijoiden ryhmä on kehittänyt uuden tekniikan tähtijen iän määrittämiseksi, ja virhemarginaali on vain 3–5%.
Nykyiset tähti-treffitekniikat luottavat tähtijen tarkkailemiseen pääjärjestyksessä, joka on tavallaan kuin aikuisten huppu tähtiille. Tekniikka tarkastelee tähtiä, jotka ovat alkaneet "kuolla", mikä tarkoittaa tässä tapauksessa, että ne kuluttavat vetyä. Lisäksi tutkijat voivat yleensä vain tähden ikän kertoa selvittämällä väestön ikä, johon he kuuluvat. He tietävät joidenkin yksittäisten tähtien iän, mutta enimmäkseen tiedämme tähtiklustereiden ikänsä eikä yksittäisten tähtien itse.
Syyt tähän ovat melko monimutkaiset, mutta tähtihaitotekniikkamme ovat johtaneet joihinkin outoihin, melko ilmeisesti mahdottomiin johtopäätöksiin, kuten esimerkiksi Linnunradan vanhempien tähtiryhmien löytämiseen.
Embry-Riddle -ryhmän kehittämä tekniikka, jota johtaa fysiikan ja tähtitieteen professori Dr. Ted von Hippel, perustuu valkoisten kääpiöiden mittauksiin pikemminkin kuin tärkeimpiin sekvenssitähtiin. Valkoiset kääpiöt ovat tähteiden jäännöksiä, jotka ovat poistuneet pääjärjestyksestä polttoaineen loppumisen jälkeen. Oma aurinko päättää elämänsä valkoisena kääpiönä.
Uusi tekniikka mittaa massaa, pinnan lämpötilaa ja sitä, onko sen ilmakehässä vetyä tai heliumia.
"… On tärkeää tietää, onko pinnassa vetyä tai heliumia, koska helium säteilee lämpöä tähtistä helpommin kuin vety."
Dr. Ted von Hippel, fysiikan ja tähtitieteen professori, Embry-Riddle University.
"Tähden massalla on merkitystä, koska esineillä, joilla on suurempi massa, on enemmän energiaa ja niiden jäähtyminen vie kauemmin", sanoi Embry-Riddle'n fysiikan laitoksen observatorion johtaja ja 1,0 metrin Ritchey-Chretien-kaukoputken johtaja von Hippel. ”Siksi kuppi kahvia pysyy kuumana pidempään kuin teelusikallinen kahvia. Pintalämpötila, kuten käyneet hiilit sammutetussa nuotiossa, tarjoavat viitteitä siihen, kuinka kauan sitten tuli kuoli. Lopuksi on tärkeää tietää, onko pinnassa vetyä tai heliumia, koska helium säteilee lämpöä tähtiä helpommin kuin vety. "
Tähden massa on edelleen avain ikän määrittämiseen, ja se on edelleen vaikeaa, etenkin suurten valkoisten kääpiöpopulaatioiden tapauksessa. Mutta Gaia-satelliitin ansiosta asia on entistä helpompaa.
Professori von Hippelin uusi menetelmä hyödyntää Euroopan avaruusjärjestön Gaia-operaation tarjoamia tietoja. Gaia tekee 3D-kartan Linnunradasta mittaamalla noin miljardin tähden sijainti- ja radiaalinopeuden Linnunradalla ja paikallisessa ryhmässä. Gaia mittaa tähtimatkoja äärimmäisen tarkkuudella, ja sitä von Hippel -joukkue hyötyi.
Gaia pystyi mittaamaan tähtietäisyydet suurella tarkkuudella, ja von Hippel ja hänen tiiminsä käyttivät tätä tarkkuutta tähtien säteen määrittämiseen niiden kirkkauden perusteella. Sieltä he käyttivät olemassa olevia tietoja tähden massan ja säteen suhteesta massan määrittämiseksi, puuttuvasta aineosasta tähden ikän määrittämisessä.
Viimeinen kosketus, joka auttaa antamaan uudelle tekniikalle tarkkuuden, on selvittää tähden metallisuus. Metallisuus viittaa tähdellä olevien kemiallisten alkuaineiden runsauteen. Tämän tiedon avulla he voivat tarkentaa tähden ikää.
Äskettäisessä American Astronomical Society -kokouksessa von Hippel -ryhmän jäsenet esittelivät kaksi julistetta työstään. Ensimmäinen keskittyi binaariseen tähtipariin, jossa oli yksi valkoinen kääpiö ja yksi pääsekvenssitähti. Toinen keskittyi binaariseen pariin valkoisia kääpiöitä.
"Seuraava tutkimuksen taso on määrittää mahdollisimman moni jaksotaulukon elementeistä näiden parien pääsekvenssitähdelle."
Dr. Ted von Hippel, fysiikan ja tähtitieteen professori, Embry-Riddle University.
”Seuraava tutkimuksen taso on määrittää niin monta jaksotaulukon elementtiä näiden parien pääsekvenssitähdelle kuin mahdollista”, von Hippel sanoi. "Se kertoisi meille enemmän galaktisen kemiallisesta evoluutiosta perustuen siihen, kuinka erilaiset elementit rakentuivat ajan myötä tähtiä muodostuneina galaksissamme, Linnunradalla."
Von Hippel kertoo, että menetelmää kehitetään edelleen, ja sitä voidaan edelleen harkita alustavassa vaiheessa. Mutta siinä on paljon lupauksia, ja joukkue toivoo, että lopulta he oppivat kaikkien Gaian tietojoukossa olevien valkoisten kääpiöiden ikien. "Se voisi antaa tutkijoille mahdollisuuden edistää merkittävästi ymmärrystämme tähtien muodostumisesta Linnunradalla", von Hippel sanoi.
Von Hippel totesi arkeologian ja astrofysiikan alan vertailun. Arkeologiassa käytämme hiilenmääritystä kaikenlaisten esineiden iän määrittämiseen: työkalut, rakenteet, fossiilit, kivikauden kohteet. Asioiden aikakaudet antavat meille ymmärryksen Maan tapahtumien aikajanasta. Sama pätee maailmankaikkeuteen.
”Nykypäivän tähtitieteilijöille, meillä ei ole kontekstia tietämättämme galaksiamme eri komponenttien ikää. Meillä on ollut tekniikoita taivaankappaleiden seurusteluun, mutta ei tarkalleen. "
