Nagu paljud teised universumi spiraalgalaktikad, koosneb Linnutee galaktika kahest kettakujulisest struktuurist - õhukesest ja paksust ketast. Paks ketas, mis ümbritseb õhukest ketast, sisaldab umbes 20% Linnutee tähtedest ja arvatakse, et tema tähtede (millel on suurem metallilisus) koostise ja selle puhvisemuse tõttu paarist vanem.
Kuid hiljutises uuringus kasutas 38 teadlasest koosnev meeskond Austraalia ARC kolme taeva dimensiooni astrofüüsika tippkeskuse (ASTRO-3D) teadlaste juhitud andmeid nüüd pensionil olevatelt inimestelt Kepler missioon Linnutee kettale aset leidnud tärkamiste mõõtmiseks. Sellest alates on nad muutnud Linnutee paksu ketta vanuse ametlikke hinnanguid, mis nende hinnangul on umbes 10 miljardit aastat vanad.
Nende tulemusi kirjeldav uurimus pealkirjaga „K2-HERMESi uuring: paksu ketta vanus ja metallilisus“ ilmus hiljuti Kuningliku Astronoomiaühingu igakuised teated. Uurimisrühma juhtis dr Sanjib Sharma Sydney astronoomiainstituudist ja kolme taeva dimensiooni taeva astrofüüsika tippkeskusest ARC (ASTRO-3D) ning sellesse kuulusid liikmed mitmest ülikoolist ja teadusinstituudist.
Paksu ketta vanuse määramiseks kasutas dr Sharma ja tema meeskond asteroseismoloogia nime all tuntud meetodit. See koosneb tähtede võnkumiste mõõtmisest, mis on põhjustatud tärkamistest, kus tähtede koorikud läbivad maavärinatega sarnaseid järske nihkeid. See protsess võimaldab teadlastel läbi viia “galaktilist arheoloogiat”, kus nad suudavad vaadata tagasi Linnutee kujunemisele (üle 13 miljardi aasta tagasi).
Nagu selgitas Dennis Stello - Uus-Lõuna-Walesi ülikooli dotsent ja uuringu kaasautor -, võimaldas see neil tähe sisestruktuure kindlaks teha:
“Maavärinad tekitavad tähtede sees helilaineid, mis panevad need helisema või vibreerima. Toodetud sagedused räägivad meile tähtede siseomadustest, sealhulgas nende vanusest. See on natuke nagu viiuli tuvastamine Stradivariusena, kuulates selle heli. ”
Oluline on märkida, et astronoomid ei suuda tuvastada tähtede tekitatavaid tegelikke helisid. Selle asemel mõõdetakse tähe interjööri liikumist tähe heleduse muutuste põhjal. Varem olid astronoomid märkinud, et Kepler missioon ei olnud kooskõlas Linnutee struktuuri mudelitega - mis ennustas, et paksul kettal on rohkem väikese massiga tähti.
Siiani oli ebaselge, kas see erinevus oli tingitud galaktiliste mudelite ebatäpsustest või probleemist tähtede valikukriteeriumides. Uute andmete kasutamine K2 missiooni, Sharma ja ta kolleegid leidsid, et see oli endine. Põhimõtteliselt eeldasid eelnevad galaktilised mudelid, et paksu ketta asustasid väikese massiga ja madala metallisusega tähed.
Kuid kasutades K2 Missiooni andmed värske spektroskoopilise analüüsi läbiviimiseks leidsid dr Sharma ja tema meeskond, et olemasolevatesse mudelitesse sisse viidud keemiline koostis oli vale, mis viis nende vanuse kohta ebatäpse hinnanguni. Seda arvesse võttes suutsid dr Sharma ja tema meeskond viia asteroseismilised andmed vastavusse galaktika mudelite ennustatuga. Nagu dr Sharma selgitas:
“See leid kustutab saladuse. Varasemad andmed plaadil olevate tähtede vanuselise jaotuse kohta ei olnud nõus selle kirjeldamiseks loodud mudelitega, kuid keegi ei teadnud, kus viga seisneb - andmetes või mudelites. Nüüd oleme üsna kindlad, et oleme selle leidnud. ”
Alates andmebaasi käivitamisest 2009. Aastal kogusid Kepler missioon arvas, et paksus ketas oli palju rohkem nooremaid tähti, kui mudelid ennustasid. Ehkki see polnud mõeldud peamiselt astroarheoloogia läbiviimiseks, sobib selle võime mõõta tähe heleduse muutusi (nähtavasti planeedi transiidi tõttu) tähtvärinate mõõtmiseks.
"Tähed on lihtsalt sfäärilised instrumendid, mis on täis gaasi, kuid nende vibratsioon on väike, nii et peame vaatama väga hoolikalt," ütles Sharma. "Ettevõtte tehtud suurepärased heleduse mõõtmised Kepler olid selleks ideaalsed. Teleskoop oli nii tundlik, et see oleks võinud tuvastada auto esilaterna tuhmuse, kui kirp selle kohal kõndis. ”
Need leiud näitavad, et isegi pärast seda, kui kaks tema reageerimisratast 2013. aastal ebaõnnestusid, Kepler oli selle osana endiselt võimeline läbi viima väärtuslikke vaatlusi K2 kampaania. Selle uuringu tulemused näitavad ka asteroseismoloogia analüütilist võimekust ja võimet hinnata tähtede vanust. Oodatakse veel paljastusi, kuna teadlased jätkavad missiooni kogutud andmete kogumist enne, kui see lõpetas tegevuse 2018. aasta novembris.
Nende andmete analüüs kombineeritakse uue teabega, mille on kogunud NASA läbiva Exoplanet Survey Satellite (TESS) - KeplerOn vaimne järeltulija, mis viis kosmosesse vaid seitse kuud enne seda Kepler pensionil. See teave parandab veelgi ketta sees olevate tähtede vanusepiiranguid ja aitab astronoomidel teada saada Linnutee kujunemisest ja arengust.
