Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ
Χάρη στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αρχαία αστέρια στον Γαλαξία μας για να παρουσιάσουν μια ανεξάρτητη εκτίμηση για την ηλικία του Σύμπαντος. Σύμφωνα με αυτή τη νέα μέθοδο, οι αστρονόμοι στοχεύουν αρχαία λευκά αστέρια νάνων που κρυώνουν με πολύ προβλέψιμο ρυθμό. Αυτά τα αστέρια σχηματίστηκαν κοντά στην αρχή του Σύμπαντος, και οι αστρονόμοι μπόρεσαν να εκτιμήσουν ότι είναι μεταξύ 12-13 δισεκατομμυρίων ετών. Αρκετά κοντά.
Σπρώχνοντας τα όρια του ισχυρού οράματός της, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA αποκάλυψε τα παλαιότερα καμένα αστέρια στον Γαλαξία μας. Αυτά τα εξαιρετικά παλιά, αμυδρό "αστέρια ρολογιού" παρέχουν μια εντελώς ανεξάρτητη ανάγνωση για την εποχή του σύμπαντος χωρίς να βασίζονται σε μετρήσεις της επέκτασης του σύμπαντος.
Τα αρχαία λευκά νάνοι αστέρια, όπως φαίνεται από τον Hubble, αποδεικνύονται 12 έως 13 δισεκατομμύρια ετών. Επειδή οι προηγούμενες παρατηρήσεις του Χαμπλ δείχνουν ότι τα πρώτα αστέρια σχηματίστηκαν λιγότερο από 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη γέννηση του σύμπαντος στη μεγάλη έκρηξη, η εύρεση των παλαιότερων αστεριών θέτει τους αστρονόμους πολύ κοντά στον υπολογισμό της απόλυτης ηλικίας του σύμπαντος.
Αν και η προηγούμενη έρευνα του Χαμπλ έθεσε την ηλικία του σύμπαντος σε 13 έως 14 δισεκατομμύρια χρόνια με βάση τον ρυθμό επέκτασης του χώρου, τα γενέθλια του σύμπαντος είναι μια τόσο θεμελιώδης και βαθιά αξία που οι αστρονόμοι έχουν από καιρό αναζητήσει άλλες τεχνικές χρονολόγησης ηλικίας για να ελέγξουν τα συμπεράσματα. «Αυτή η νέα βραχυκυκλώματα παρατήρησης φτάνει στο ζήτημα της ηλικίας και προσφέρει έναν εντελώς ανεξάρτητο τρόπο για να καθορίσουμε αυτήν την αξία», λέει ο Harvey Richer του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας του Καναδά.
Οι νέες παρατηρήσεις χρονολόγησης ηλικίας έγιναν από τον Richer και τους συναδέλφους του χρησιμοποιώντας το Hubble για να κυνήγι για αόριστα αρχαία αστέρια κρυμμένα μέσα σε ένα σφαιρικό σμήνος αστεριών που βρίσκεται 5.600 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Σκορπιός. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευτούν στο Astrophysical Journal Letters.
Εννοιολογικά, η νέα παρατήρηση που χρονολογείται από την ηλικία είναι εξίσου απλή με την εκτίμηση του χρόνου που μια πυρκαγιά έκαιγε μια πυρκαγιά με τη μέτρηση της θερμοκρασίας των καμμένος άνθρακα. Για το Χαμπλ, οι «άνθρακες» είναι λευκοί νάνοι αστέρια, τα καμένα υπολείμματα των πρώτων αστεριών που σχηματίστηκαν στον γαλαξία μας.
Ζεστή, πυκνή σφαίρα άνθρακα «τέφρα» που αφήνεται πίσω από τον πυρηνικό φούρνο του μακρού νεκρού αστεριού, οι λευκοί νάνοι κρυώνουν με προβλέψιμο ρυθμό; όσο μεγαλύτερος είναι ο νάνος, τόσο πιο δροσερό είναι, καθιστώντας το ένα τέλειο «ρολόι» που χτυπάει σχεδόν όσο υπάρχει το σύμπαν.
Αυτή η προσέγγιση έχει αναγνωριστεί ως πιο αξιόπιστη από ό, τι χρονολογείται από τα παλαιότερα αστέρια που καίγονται ακόμη από πυρηνική σύντηξη, η οποία βασίζεται σε πολύπλοκα μοντέλα και υπολογισμούς για το πώς ένα αστέρι καίει το πυρηνικό καύσιμο και τις ηλικίες του. Οι λευκοί νάνοι είναι πιο εύκολο να χρονολογηθούν επειδή απλά κρυώνουν, αλλά το τέχνασμα ήταν πάντα να βρούμε τα πιο αμυδρό και επομένως τα πιο ρολόγια με τη μεγαλύτερη διάρκεια.
Καθώς οι λευκοί νάνοι κρυώνουν, γίνονται πιο αμυδρά, και αυτό απαιτούσε από το Χαμπλ να τραβήξει πολλά στιγμιότυπα του αρχαίου σφαιρικού αστεριού M4. Οι παρατηρήσεις ανήλθαν σε σχεδόν οκτώ ημέρες χρόνου έκθεσης για μια περίοδο 67 ημερών. Αυτό επέτρεψε να γίνουν ορατοί ακόμη και πιο αμυδρά νάνοι, μέχρι επιτέλους το πιο ωραίο; και παλαιότερο; οι νάνοι είχαν δει. Αυτά τα αστέρια είναι τόσο αδύναμα (στο 30ο μέγεθος; το οποίο είναι πολύ πιο αχνό από το αρχικά αναμενόμενο για οποιαδήποτε απεικόνιση τηλεσκοπίου Hubble με τις πρωτότυπες κάμερες), είναι λιγότερο από το ένα δισεκατομμύριο της φαινομενικής φωτεινότητας των αμυδρών αστεριών που μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι .
Τα σφαιρικά σμήνη είναι οι πρώτοι πρωτοπόροι άποικοι του Γαλαξία μας. Πολλοί συνεργάστηκαν για να χτίσουν τον κόμβο του γαλαξία μας και σχηματίστηκαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν από την εμφάνιση του υπέροχου δίσκου του Γαλαξία (όπως επιβεβαιώνεται περαιτέρω από τις παρατηρήσεις του Richer). Σήμερα 150 σφαιρικές συστάδες επιβιώνουν στο γαλαξιακό φωτοστέφανο. Το σφαιρικό σύμπλεγμα M4 επιλέχθηκε επειδή είναι το πλησιέστερο στη Γη, οπότε οι εγγενώς πιο αδύναμοι λευκοί νάνοι εξακολουθούν να φαίνονται αρκετά φωτεινοί ώστε να μπορούν να διαλεχθούν από τον Χαμπλ.
Το 1928, οι μετρήσεις των γαλαξιών του Edwin Hubble τον έκαναν να συνειδητοποιήσει ότι το σύμπαν επεκτάθηκε ομοιόμορφα, πράγμα που σήμαινε ότι το σύμπαν είχε μια πεπερασμένη ηλικία που θα μπορούσε να εκτιμηθεί μαθηματικά «τρέχοντας την επέκταση προς τα πίσω». Ο Edwin Hubble υπολόγισε για πρώτη φορά ότι το σύμπαν ήταν μόλις 2 δισεκατομμυρίων ετών. Οι αβεβαιότητες σχετικά με τον πραγματικό ρυθμό επέκτασης οδήγησαν σε μια έντονη συζήτηση στα τέλη της δεκαετίας του 1970, με εκτιμήσεις που κυμαίνονται από 8 δισεκατομμύρια έως 18 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι εκτιμήσεις των ηλικιών των παλαιότερων κανονικών αστεριών «κύριας ακολουθίας» ήταν σε αντίθεση με τη χαμηλότερη τιμή, καθώς τα αστέρια δεν θα μπορούσαν να είναι παλαιότερα από το ίδιο το σύμπαν.
Το 1997 οι αστρονόμοι του Χαμπλ έσπασαν αυτό το αδιέξοδο ανακοινώνοντας θριαμβευτικά μια αξιόπιστη εποχή για το σύμπαν, υπολογιζόμενη από μια πολύ ακριβή μέτρηση του ρυθμού επέκτασης. Η εικόνα σύντομα έγινε πιο περίπλοκη όταν οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το Χαμπλ και τα επίγεια παρατηρητήρια ανακάλυψαν ότι το σύμπαν δεν επεκτείνεται με σταθερό ρυθμό, αλλά επιταχύνεται λόγω μιας άγνωστης απωθητικής δύναμης που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια». Όταν η σκοτεινή ενέργεια εντάσσεται στην ιστορία επέκτασης του σύμπαντος, οι αστρονόμοι φθάνουν σε ηλικία 13-14 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτή η εποχή επαληθεύεται πλέον ανεξάρτητα από τις ηλικίες των λευκών νάνων του "ρολογιού" που μετρήθηκαν από τον Χαμπλ.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Hubble
