Naše razumijevanje svemira i Mliječnog puta izgrađeno je na zgradama pojedinačnih saznanja koja su sva međusobno povezana. Ali svaki je od tih komada samo toliko točan. Što preciznije možemo napraviti jedan dio saznanja, točnije je naše razumijevanje cijele stvari.
Doba zvijezda je jedan takav komad. Godinama su astronomi koristili metodu utvrđivanja starosti zvijezda koja ima 10 - 20% -tnu grešku. Sada je tim znanstvenika sa Sveučilišta Embry-Riddle Aeronautical University razvio novu tehniku za utvrđivanje starosti zvijezda s greškom od samo 3% do 5%.
Trenutačne tehnike upoznavanja sa zvijezdama oslanjaju se na promatranje zvijezda na glavnom slijedu, što je nekako poput zvijezda za napajanje odraslih. Tehnika gleda na zvijezde koje su počele 'umrijeti', što u ovom slučaju znači da su iscrpile svoj vodik. Nadalje, znanstvenici obično mogu odrediti starost neke zvijezde zaključivši dob populacije iz koje su dio. Oni znaju starost pojedinih zvijezda, ali uglavnom znamo dob nakupina zvijezda, a ne same zvijezde.
Razlozi su prilično složeni, ali naše tehnike datiranja zvijezda dovele su do nekih čudnih, prilično očito nemogućih zaključaka, poput pronalaska zvjezdanih grozdova na Mliječnom putu starijih od samog Mliječnog puta.
Tehnika koju je razvio tim iz Embry-Riddle-a, a koju vodi profesor fizike i astronomije dr. Ted von Hippel, oslanja se na mjerenja bijelih patuljaka, a ne na zvijezde glavnih sekvenci. Bijeli patuljci su ostaci zvijezda koji su ostavili glavni redoslijed nakon što je ponestalo goriva. Naše će Sunce svoj život završiti kao bijeli patuljak.
Nova tehnika mjeri masu, površinsku temperaturu i ima li u njezinoj atmosferi vodik ili helij.
"... znati je li na površini vodik ili helij važno je jer helij zrači toplinu iz zvijezde spremnije od vodika."
Dr. Ted von Hippel, profesor fizike i astronomije na Sveučilištu Embry-Riddle.
"Masa zvijezde je bitna jer predmeti veće mase imaju više energije i treba ih se duže rashladiti", rekao je von Hippel, direktor Opservatorija Odjela za fizičke znanosti Embry-Riddle i teleskop Ritchey-Chretien od 1,0 metra. "To je razlog zašto šalica kave ostaje vruća duže od čajne žličice kave. Površinska temperatura, poput istrošenog ugljena u logorskoj vatri koja je ugasila, daje tragove koliko je požar odavno ugasio. I na kraju, važno je znati ima li na površini vodik ili helij jer helij zrači toplinu iz zvijezde spremnije od vodika. "
Masa zvijezde i dalje je ključna za određivanje njezine dobi, a i dalje je teško, posebno za veliku populaciju bijelih patuljaka. Ali zahvaljujući satelitu Gaia, to postaje sve lakše.
Nova metoda profesora von Hippela iskorištava podatke dobivene u misiji Gaia Europske svemirske agencije. Gaia izrađuje 3D kartu Mliječnog puta mjerenjem pozicione i radijalne brzine od oko milijardu zvijezda u Mliječnom putu i u Lokalnoj grupi. Gaia mjeri zvjezdarske udaljenosti s iznimnom preciznošću, a to je ono što je von Hippelov tim iskoristio.
Gaia je uspio izmjeriti udaljenosti zvijezda s velikom točnošću, a von Hippel i njegov tim koristili su tu točnost kako bi odredili polumjer zvijezda na temelju njihove svjetline. Odatle su koristili postojeće podatke o odnosu zvijezde mase i polumjera da bi odredili masu, sastojak koji nedostaje u određivanju starosti zvijezde.
Posljednji dodir koji pomaže da se nova tehnika precizira je otkrivanje metalnosti zvijezde. Metalnost se odnosi na obilje različitih kemijskih elemenata u zvijezdi. Te informacije omogućuju im da preciziraju dob zvijezde.
Na nedavnom sastanku Američkog astronomskog društva članovi von Hippelovog tima predstavili su dva plakata o svom radu. Prvi se fokusirao na binarni par zvijezda s jednim bijelim patuljcem i jednom glavnom zvijezdom niza. Drugi se fokusirao na binarni par bijelih patuljaka.
"Sljedeća će se razina odrediti što je više elemenata u periodičnoj tablici moguće za glavnu zvijezdu sekvence unutar ovih parova."
Dr. Ted von Hippel, profesor fizike i astronomije na Sveučilištu Embry-Riddle.
"Sljedeća će se razina odrediti što je više elemenata u periodičnoj tablici moguće za glavnu zvijezdu sekvence unutar ovih parova", rekao je von Hippel. "To bi nam moglo reći više o galaktičkoj kemijskoj evoluciji, utemeljenoj na tome kako su se različiti elementi izgradili tijekom vremena kao zvijezde koje su se formirale u našoj galaksiji, Mliječnom putu."
Von Hippel kaže da se metoda još uvijek razvija i još uvijek se može razmotriti u njezinoj preliminarnoj fazi. Ali to obećava puno i tim se nada da će na kraju naučiti dob svih bijelih patuljaka u skupu podataka Gaia. "To bi moglo omogućiti istraživačima da značajno unaprijede naše razumijevanje formiranja zvijezda unutar Mliječnog puta", rekao je von Hippel.
Von Hippel je zabilježio usporedbu između polja arheologije i polja astrofizike. U arheologiji koristimo datiranje ugljikom za određivanje starosti svih vrsta predmeta: alata, građevina, fosila, nalazišta u kamenom dobu. Godine stvari omogućuju nam razumijevanje vremenske skale događaja na Zemlji. Isto vrijedi i za Svemir.
"Za današnje astronoma, a da ne znamo starost različitih komponenti naše galaksije, nemamo kontekst. Imali smo tehnike datiranja nebeskih objekata, ali ne precizno. "
