Naše chápanie vesmíru a Mliečnej dráhy je postavené na budove individuálnych poznatkov, ktoré spolu súvisia. Ale každý z týchto kúskov je iba taký presný. Čím presnejšie dokážeme urobiť jeden z poznatkov, tým presnejšie je naše pochopenie celej veci.
Vek hviezd je jeden taký kus. Astronómovia už roky používajú metódu určovania veku hviezd, ktorá má 10% až 20% mieru chyby. Tím vedcov z Embry-Riddle Aeronautical University vyvinul novú techniku na určovanie veku hviezd s chybou iba 3% až 5%.
Súčasné techniky datovania hviezd sa spoliehajú na pozorovanie hviezd na hlavnej sekvencii, ktorá je ako hviezda pre dospelých ako hviezda. Táto technika sa zameriava na hviezdy, ktoré začali „zomrieť“, čo znamená, že v tomto prípade vyčerpávajú vodík. Vedci zvyčajne dokážu zistiť vek hviezdy len zistením veku populácie, ktorej sú súčasťou. Poznajú vek niektorých jednotlivých hviezd, ale väčšinou poznáme skôr vek hviezdokopov, nie samotné jednotlivé hviezdy.
Dôvody sú dosť zložité, ale naše techniky sprostredkovania hviezd viedli k niektorým zvláštnym, skôr zjavne nemožným záverom, ako je nájdenie hviezdokôstok v Mliečnej dráhe, ktoré sú staršie ako samotná Mliečna dráha.
Technika vyvinutá tímom v Embry-Riddle, ktorú vedie profesor fyziky a astronómie Dr. Ted von Hippel, sa spolieha skôr na meranie bielych trpaslíkov než na hviezdy hlavnej sekvencie. Bieli trpaslíci sú pozostatky hviezd, ktoré po vyčerpaní paliva opustili hlavnú sekvenciu. Naše vlastné Slnko ukončí svoj život ako biely trpaslík.
Nová technika meria hmotnosť, povrchovú teplotu a to, či má atmosféra vodík alebo hélium.
„... vedieť, či je na povrchu vodík alebo hélium, je dôležité, pretože hélium vyžaruje teplo z hviezdy ľahšie ako vodík.“
Ted von Hippel, profesor fyziky a astronómie, Embry-Riddle University.
"Hmotnosť hviezdy je dôležitá, pretože objekty s väčšou hmotnosťou majú viac energie a ochladzovanie trvá dlhšie," uviedol von Hippel, riaditeľ Observatória oddelenia fyzikálnych vied Embry-Riddle a 1,0-metrového ďalekohľadu Ritchey-Chretien. „Z tohto dôvodu je šálka kávy horúca dlhšie ako čajová lyžička kávy. Povrchová teplota, podobne ako spálené uhlie v táborovom ohni, ktorý vyšiel, ponúka stopy po tom, ako dávno oheň zomrel. Nakoniec je dôležité vedieť, či je na povrchu vodík alebo hélium, pretože hélium vyžaruje teplo z hviezdy ľahšie ako vodík. “
Hmotnosť hviezdy je stále kľúčom k určeniu jej veku a stále je to ťažké, najmä pre veľké populácie bielych trpaslíkov. Ale vďaka satelitu Gaia je to jednoduchšie.
Nová metóda profesora von Hippela využíva údaje poskytnuté misiou Gaia z Európskej vesmírnej agentúry. Gaia vyrába 3D mapu Mliečnej dráhy meraním pozičnej a radiálnej rýchlosti asi 1 miliardy hviezd v Mliečnej dráhe a v miestnej skupine. Gaia meria vzdialenosti hviezd s extrémnou presnosťou a to je to, čo využil tím von Hippel.
Gaia bola schopná zmerať vzdialenosti hviezd s veľkou presnosťou a von Hippel a jeho tím použili túto presnosť na určenie polomeru hviezd na základe ich jasu. Odtiaľ použili existujúce informácie o pomere hmoty k polomeru hviezdy, aby určili hmotu, chýbajúcu zložku pri určovaní veku hviezdy.
Posledným krokom, ktorý pomáha novej technológii presnosti, je zistiť metalitu hviezdy. Metalita sa týka množstva rôznych chemických prvkov v hviezde. Táto informácia im umožňuje spresniť vek hviezdy.
Na nedávnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti predstavili členovia tímu Hippela dva plagáty o svojej práci. Prvá sa zamerala na binárny pár hviezd s jedným bielym trpaslíkom a jednou hviezdou hlavnej sekvencie. Druhá sa zamerala na binárny pár bielych trpaslíkov.
"Ďalšou úrovňou štúdia bude určiť čo najviac prvkov v periodickej tabuľke pre hviezdu hlavnej sekvencie v týchto pároch."
Ted von Hippel, profesor fyziky a astronómie, Embry-Riddle University.
"Ďalšou úrovňou štúdia bude určiť čo najviac prvkov v periodickej tabuľke pre hlavnú sekvenčnú hviezdu v týchto pároch," uviedol von Hippel. "To by nám povedalo viac o galaktickej chemickej evolúcii založenej na tom, ako sa rôzne prvky časom vytvorili ako hviezdy tvorené v našej galaxii, Mliečna dráha."
Von Hippel hovorí, že táto metóda sa stále vyvíja a možno ju stále zvažovať v jej predbežnej fáze. Má však veľa sľubov a tím dúfa, že sa nakoniec naučia vek všetkých bielych trpaslíkov v súbore údajov Gaia. "To by mohlo výskumníkom umožniť výrazne pokročiť v našom chápaní formovania hviezd v Mliečnej dráhe," uviedol von Hippel.
Von Hippel zaznamenal porovnanie medzi oblasťou archeológie a oblasťou astrofyziky. V archeológii používame na určovanie veku všetkých druhov objektov: nástroje, štruktúry, fosílie, stránky z doby kamennej. Vek vecí nám dáva predstavu o časovej osi udalostí na Zemi. To isté platí pre vesmír.
„Pre dnešných astronómov, bez znalosti veku rôznych komponentov našej galaxie, nemáme kontext. Mali sme techniky na datovanie nebeských objektov, ale nie presne. “
