קרדיט תמונה: האבל
הודות לטלסקופ החלל האבל, אסטרונומים משתמשים בכוכבים קדומים שביל החלב כדי להגיע לאומדן עצמאי לגבי תקופת היקום. בשיטה חדשה זו כיוונו האסטרונומים לכוכבי גמד לבן עתיקים שמתקררים בקצב מאוד צפוי. כוכבים אלה נוצרו בסמוך לראשית היקום, והאסטרונומים הצליחו להעריך שהם בני 12-13 מיליארד שנה. מספיק קרוב.
טלסקופ החלל האבל של נאס"א, תוך שהוא דוחף את גבולות חזונו החזק, גילה את הכוכבים השרופים העתיקים ביותר בגלקסיית שביל החלב שלנו. אלה "כוכבי שעון" עתיקים מאוד, עמומים, מספקים קריאה עצמאית לחלוטין בעידן היקום מבלי להסתמך על מדידות התפשטות היקום.
כוכבי הגמדים הלבנים העתיקים, כפי שנראה על ידי האבל, מתבררים כגיל 12 עד 13 מיליארד שנה. מכיוון שתצפיות קודמות של האבל מראות שהכוכבים הראשונים נוצרו פחות ממיליארד שנה אחרי לידתו של היקום במפץ הגדול, מציאת הכוכבים העתיקים ביותר מציבה את האסטרונומים בהישג יד של חישוב הגיל המוחלט של היקום.
אף על פי שמחקרים קודמים של האבל קובעים את גיל היקום בין 13 ל -14 מיליארד שנה על סמך קצב התפשטות המרחב, יום הולדתו של היקום הוא ערך כל כך מהותי ועמוק, עד כי אסטרונומים חיפשו זה מכבר טכניקות אחרות לתארוך גיל כדי לבדוק את שלהם מסקנות. "מסלול הקצרים החדש של תצפית שמגיע לשאלת הגיל, ומציע דרך עצמאית לחלוטין להצמיד את הערך הזה," אומר הארווי ריצ'ר מאוניברסיטת קולומביה הבריטית, קנדה.
התצפיות המתוארכות לעידן החדש נעשו על ידי ריצ'ר ועמיתיו באמצעות האבל כדי לצוד אחר כוכבים קדומים וחמקמקים החבויים בתוך אשכול כוכבים כדורי הממוקם במרחק של 5,600 שנות אור מאזור הכוכבים סקורפיוס. התוצאות יפורסמו במכתבי כתב העת Astrophysical.
מבחינה מושגית, התצפית החדשה בנושא תיארוך עידן היא פשוטה לאלגנטיות כמו להעריך כמה זמן מדורה שורף על ידי מדידת הטמפרטורה של הגחמות המריחות. מבחינת האבל, "הגחלים" הם כוכבי גמד לבן, השרידים השרופים של הכוכבים הקדומים ביותר שנוצרו בגלקסיה שלנו.
כדורים חמים וצפופים של "אפר" פחמן שהותיר אחריו הכבשן הגרעיני של הכוכב הממושך, הגמדים הלבנים מתקררים בקצב צפוי? ככל שהגמד מבוגר יותר, הוא קריר יותר, מה שהופך אותו ל"שעון "מושלם שמתקתק כמעט כל עוד הקיום היה.
גישה זו הוכרה כאמינה יותר מתיארכת הגילאים של הכוכבים העתיקים ביותר שעדיין בוערים על ידי היתוך גרעיני, הנשען על מודלים וחישובים מורכבים לגבי אופן בוער כוכב הדלק הגרעיני שלו ומתיישן. קל יותר לתארך את הגמדים הלבנים בגלל שהם פשוט מתקררים, אבל הטריק תמיד מצא את "השעונים" העמומים ביותר ומכאן.
כשהגמדים הלבנים מתקררים הם הולכים ומתמחים, וזה דרש מהאבל לצלם תמונות רבות של אשכול הכוכבים העתיק M4. התצפיות הסתכמו בכמעט שמונה ימי זמן חשיפה לאורך 67 יום. זה איפשר לגמדים חלשים אפילו יותר להיראות, עד שלבסוף הכי מגניב? והוותיק ביותר? ננסים נראו. הכוכבים הללו כה חלשים (בעוצמה שלושים? וזה יותר חלש מהצפוי במקור עבור כל הטלסקופ של האבל עם המצלמות המקוריות), הם פחות ממיליארד העשרה מהבהירות לכאורה של הכוכבים העמומים ביותר שניתן לראות בעין בלתי מזוינת. .
צבירי כדור הארץ הם המתיישבים החלוצים הראשונים של שביל החלב. רבים התאספו כדי לבנות את רכזת הגלקסיה שלנו ויצרו מיליארדי שנים לפני הופעת דיסק הגלגלן המפורסם של שביל החלב (כפי שאושר עוד על ידי התצפיות של ריצ'ר). כיום 150 אשכולות כדוריים שורדים בהילה הגלקטית. האשכול הכדורי M4 נבחר מכיוון שהוא הקרוב ביותר לכדור הארץ, כך שהגמדים הלבנים הרטובים במהותם עדיין ככל הנראה בהירים מספיק כדי להיבחר על ידי האבל.
בשנת 1928, מדידות הגלקסיות של אדווין האבל גרמו לו להבין שהיקום מתרחב באופן אחיד, מה שאומר שהיקום היה בן עידן סופי שניתן היה להעריך על ידי מתמטיקה "להפעיל את ההתפשטות לאחור." אדווין האבל העריך לראשונה כי היקום היה בן 2 מיליארד שנה בלבד. חוסר הוודאות לגבי שיעור ההתרחבות האמיתי הוביל לוויכוח מלא רוח בסוף שנות השבעים, כאשר הערכות נעות בין 8 ל 18- מיליארד שנה. הערכות לגילאים של הכוכבים הרגילים הוותיקים ביותר ברצף הראשי היו בקנה אחד עם הערך הנמוך, מכיוון שכוכבים לא יכלו להיות מבוגרים יותר מהיקום עצמו.
בשנת 1997 אסטרונומים של האבל שברו את המבוי הסתום הזה כשהכריזו בניצחון על גיל אמין ליקום, מחושב מתוך מדידה מדויקת מאוד של קצב ההתפשטות. התמונה הסתבכה במהרה כאשר אסטרונומים המשתמשים בהאבל ובמצפיות על בסיס קרקע גילו שהיקום לא מתרחב בקצב קבוע, אלא מאיץ בגלל כוח דוחה לא ידוע המכונה "אנרגיה אפלה". כאשר אנרגיה אפלה נכללת בהיסטוריה של התפשטות היקום, אסטרונומים מגיעים לגיל היקום של 13-14 מיליארד שנים. עידן זה מאומת כעת באופן עצמאי על פי גיליהם של הגמדים הלבנים "שעונים" שנמדדו על ידי האבל.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של האבל
