Meie arusaam universumist ja Linnuteest on üles ehitatud üksikute teadmiste tükile, mis on kõik üksteisega seotud. Kuid kõik need tükid on ainult nii täpsed. Mida täpsemaid me suudame ühe teadmistepagasi teha, seda täpsem on meie arusaam kogu asjast.
Tähtede vanus on üks selline tükk. Astronoomid on aastaid kasutanud tähtede vanuse määramise meetodit, mille veamäär on 10% kuni 20%. Nüüd on Embry-Riddle'i aeronautikaülikooli teadlaste meeskond välja töötanud uue tehnika tähtede vanuse määramiseks, mille veamäär on ainult 3–5%.
Praegused tähega tutvumise tehnikad sõltuvad tähtede vaatlemisest põhijärjestuses, mis on omamoodi nagu täiskasvanutele mõeldud tähed. Tehnika vaatleb tähti, mis on hakanud surema, mis tähendab sel juhul, et nad ammendavad oma vesiniku. Lisaks saavad teadlased staari vanuse tavaliselt teada vaid selle järgi, kui suur on elanike vanus, kuhu nad kuuluvad. Nad teavad mõne üksikute tähtede vanust, kuid enamasti teame pigem tähetükkide kui üksikute tähtede vanust.
Selle põhjused on üsna keerukad, kuid meie tähega tutvumise tehnikad on viinud kummaliste, üsna ilmselgelt võimatute järeldusteni, nagu näiteks Linnutee tähtklastrite leidmine, mis on vanemad kui Linnutee.
Embry-Riddle'i meeskonna poolt füüsika- ja astronoomiaprofessori dr Ted von Hippeli juhtimisel välja töötatud tehnika tugineb pigem valgete kääbuste mõõtmistele kui peamiste järjestustähtede mõõtmisele. Valged kääbused on tähtede jäänused, mis on pärast kütuse lõppemist põhijärjestusest lahkunud. Meie oma Päike lõpetab oma elu valge pöialpoisina.
Uus tehnika mõõdab massi, pinnatemperatuuri ja seda, kas selle atmosfääris on vesinik või heelium.
"... on oluline teada, kas pinnal on vesinikku või heeliumi, kuna heelium kiirgab tähelt soojust kergemini kui vesinik."
Ted von Hippel, füüsika ja astronoomiaprofessor, Embry-Riddle'i ülikool.
"Tähe mass on oluline, kuna suurema massiga objektidel on rohkem energiat ja jahtumine võtab kauem aega," ütles Embry-Riddle'i füüsiliste teaduste osakonna vaatluskeskuse direktor ja 1,0-meetrise Ritchey-Chretieni teleskoobi direktor von Hippel. “Seetõttu püsib tass kohvi kauem kuum kui teelusikatäis kohvi. Pinna temperatuur, nagu kulutatud söed kustunud lõkke ajal, annavad vihjeid tulekahju hukkumise kohta. Lõpuks on oluline teada, kas pinnal on vesinikku või heeliumi, kuna heelium kiirgab tähelt soojust kergemini kui vesinik. ”
Tähe mass on selle vanuse määramisel endiselt võtmetähtsusega ja see on endiselt keeruline, eriti valgete kääbuste suure populatsiooni korral. Kuid tänu Gaia satelliidile on asi veelgi lihtsam.
Professor von Hippeli uus meetod kasutab ära Euroopa Kosmoseagentuuri Gaia missiooni andmeid. Gaia teeb 3D-kaardi Linnuteest, mõõtes Linnutee ja kohaliku grupi asukohas ja radiaalsel kiirusel umbes 1 miljard tähte. Gaia mõõdab tähekaugusi ülitäpse täpsusega ja just seda kasutaski von Hippeli meeskond ära.
Gaia suutis mõõta tähekaugusi suure täpsusega ning von Hippel ja tema meeskond kasutasid seda täpsust tähtede raadiuse määramiseks nende heleduse põhjal. Sealt edasi kasutasid nad massi määramiseks olemasolevat teavet tähe massi ja raadiuse suhte kohta, mis on tähe vanuse määramisel puuduv koostisosa.
Viimane puudutus, mis aitab uuele tehnikale täpsust anda, on välja selgitada tähe metallilisus. Metallilisus viitab tähe erinevate keemiliste elementide rohkusele. See teave võimaldab neil tähe vanust täpsustada.
Hiljutisel Ameerika astronoomiaühingu koosolekul esitlesid von Hippeli meeskonna liikmed oma töö kohta kahte plakatit. Esimene keskendus binaarsele tähtede paarile, millel oli üks valge kääbus ja üks põhijärjestus. Teine keskendus kahekomponentsete valgete kääbuste paarile.
"Järgmine uuringutase on nende paaride peamise järjestustähe jaoks võimalikult paljude perioodilise tabeli elementide kindlaksmääramine."
Ted von Hippel, füüsika ja astronoomiaprofessor, Embry-Riddle'i ülikool.
"Järgmine uurimistase on võimalikult paljude perioodilise tabeli elementide määramine nende paaride peamise järjestustähe jaoks," ütles von Hippel. "See räägiks meile rohkem galaktilisest keemilisest evolutsioonist, tuginedes sellele, kuidas erinevad elemendid aja jooksul kogunesid tähtedena meie galaktikas Linnuteel."
Von Hippel ütleb, et meetodit alles arendatakse ja seda saab veel kaaluda selle ettevalmistamisel. Kuid see annab palju lubadusi ja meeskond loodab, et lõpuks saavad nad teada kõigi Gaia andmestikus sisalduvate valgete kääbuste vanused. "See võimaldaks teadlastel märkimisväärselt edendada meie arusaamist Linnutee tähekujundusest," ütles von Hippel.
Von Hippel tegi märkuse arheoloogia ja astrofüüsika valdkonna võrdluse kohta. Arheoloogias kasutame süsiniku dateerimist igasuguste objektide vanuse määramiseks: tööriistad, struktuurid, fossiilid, kiviajastu leiukohad. Asjade ajastu annab meile mõistmise Maa sündmuste ajajoonest. Sama kehtib ka universumi kohta.
„Tänapäeva astronoomide jaoks pole meil ilma konteksti teadmata meie galaktika erinevate komponentide vanust. Meil on olnud tehnikaid taevaobjektide tutvumiseks, kuid mitte täpselt. ”
