În imagine: Clusterul Fluturelui, unde toate stelele s-au format în aproximativ același timp
Spunem că Soarele are 4,6 miliarde de ani și facem diverse estimări când vorbim despre vârsta altor aștri. Dar cum știm vechimea unei stele? Pentru că stelele nu prezintă un certificat de naștere... Nu e deloc ușor.
Într-un articol recent vorbeam despre prima imagine directă a unei „luni” a unei planete în formare într-un sistem solar a cărui stea are vârsta de circa 6 milioane de ani. Cum vârsta obiectelor cosmice (și distanța până la ele) sunt (aproape) mereu incluse în informările astronomilor, pare că lucrurile sunt simple și lămurite, nu? Cât de dificil este însă să determini vârsta unui obiect cosmic, precum o stea, aflat la distanțe formidabile de tine (ani-lumină)? Dificil... Și o să vedeți mai jos de ce.
Pentru a calcula masa unei stele, astronomii folosesc perioada orbitală. Pentru a vedea compoziția chimică a stelei, aceștia analizează spectrul de lumină emisă de astru. Dar să determini vârsta unei stele este un pic mai complicat. În fapt, ce știm cel mai aproape de realitate este vârsta astrului nostru, Soarele. În cazurile altor stele suntem mult mai puțin siguri.
Metode de calculare a vârstei stelelor
Există mai multe metode de calculare a vârstei stelelor. Unele sunt mai potrivite pentru anumite tipuri de stele, altele pentru alte tipuri de stele.
Diagrama Hertzsprung-Russel
Diagrama Hertzsprung-Russell.
Au fost luate în considerare 22.000 de stele din Catalogul Hipparcos și 1.000 de stele din Catalogul Gliese.
Soarele se află pe secvența principală și are luminozitatea 1 (magnitudine absolută 4,8) și temperatura de 5.780 K.
credit: wikipedia.org
Fizicienii înțeleg destul de bine procesul de apariție, evoluție și moarte a unei stele. Stelele „ard” hidrogen ca și „combustibil”, iar la un moment dat acestea ejectează parte din gaze în spațiu. Dar, în funcție de cât de masive sunt, unele stele „mor” mai repede (cele mai mari), iar altele după miliarde de ani (cele mai mici; Soarele, de exemplu, are o viață estimată de 10-12 miliarde ani).
La începutul secolului XX doi astronomi, Ejnar Hertzsprung și Henry Norris Russell, au venit independent cu aceeași idee: să compare temperatura stelelor cu intensitatea luminoasă a acestora. Modele rezultate indică unde se află stelele în ciclul lor de viață.
Astăzi astronomii folosesc această diagramă pentru a determina vârsta clusterelor de stele (unde stelele s-au format în același timp), determinarea vârstei unei stele izolate nefiind așa simplă (și pentru acestea se folosesc alte metode, ca cele de mai jos).
Metoda diagramei Hertzsprung-Russel nu este însă foarte precisă, dar este cea mai bună pe care o avem!
Viteza de rotație
Astronomii au observat că stelele din clusterele de stele mai tinere se rotesc mai repede decât cele din clusterele de stele mai vechi.
Pornind de la această observație astronomul Andrew Skumanich a creat o ecuație pentru a obține vârsta unei stele:
viteza-de-rotație = (vârsta-stelei)-1/2
Simplu și util. Doar că s-a observat că nu este mereu adevărat. Multe stele nu-și reduc viteza de rotație, ci și-o păstrează pentru toată durata de viață. Telescopul spațial Kepler ne-a lămurit cu privire la acest aspect al comportamentului stelelor, prin observarea pe perioade foarte lungi a acelorași stele.
Cu toate acestea, analiza vitezei de rotație este cea mai bună metodă pentru stelele tinere, mai tinere decât Soarele (4,6 miliarde ani).
Seismologia stelară
O altă metodă este aceea de a urmări modul în care luminozitatea stelei fluctuează în timp, ceea ce, în fapt, vorbește despre ce se întâmplă sub suprafața stelei. După ce se colectează suficiente date, intră în joc super-computerele, care folosesc modele matematice pentru a analiza datele și a „propune” vârsta pentru steaua care face obiectul analizei.
Vârsta stelei ne vorbește și despre vechimea civilizațiilor extraterestre
Spuneam într-un alt articol că dacă viața a apărut pe Terra, a apărut și pe alte planete cu condiții similare, adăugând că cel mai probabil, viața se dezvoltă peste tot după tipare similare.
Dacă vom ști să determinăm cu o precizie rezonabilă vârsta stelelor, atunci când vom identifica semnale ce par a veni de la o civilizație extraterestră vom putea estima și vârsta acelei civilizații, pornind de la vârsta stelei din respectivul sistem solar. Până vom detecta acele semnale, știința identificării vârstei stelelor va progresa cu siguranță.
Dacă ai ajuns cu cititul până aici, atunci cu siguranță ești interesat și de un alt subiect similar, cum este cel privitor la modul în care astronomii descoperă exoplanete (planete din alte sisteme solare, aflate la distanțe enorme și care, luând în calcul aceste distanțe și tehnologia noastră, sunt mai greu de găsit decât acul în carul cu fân): Cinci tehnici de identificare a exoplanetelor.
Pentru detalii suplimentare privind ciclul de viață al stelelor și metodele de determinare a vârstei stelelor, urmăriți videoclipul de mai jos (subtitrare în limba engleză):
Cum determinăm vârsta stelelor?
⇒ Citește și: Cum se formează și evoluează stelele
Sursa: ScienceNews
