ההבנה שלנו של היקום ושל שביל החלב בנויה על מבנה של פיסות ידע אינדיבידואליות, הקשורות זו לזו. אבל כל אחת מהקטעים האלה כל כך מדויקת. ככל שנוכל להפוך את אחד מחתיכות הידע, כך ההבנה שלנו מדויקת יותר של כל העניין.
עידן הכוכבים הוא קטע כזה. במשך שנים השתמשו באסטרונומים בשיטה לקביעת גיל הכוכבים שיש להם שולי טעות של 10% עד 20%. כעת, צוות מדענים מאוניברסיטת אמברי-רידל אווירונאוטיקה פיתח טכניקה חדשה לקביעת גיל הכוכבים עם מרווח שגיאה של 3% עד 5% בלבד.
טכניקות תיארוך כוכבים עכשוויות מסתמכות על התבוננות בכוכבים ברצף הראשי, שדומה למכסה המנוע למבוגרים עבור כוכבים. הטכניקה מסתכלת על כוכבים שהתחילו 'למות', מה שאומר במקרה זה שהם ממצים את המימן שלהם. יתר על כן, מדענים בדרך כלל יכולים לדעת את גיל הכוכב על ידי גילוי גיל האוכלוסייה שהם חלק ממנה. הם מכירים את גילם של כמה כוכבים בודדים, אך בעיקר אנו מכירים את הגיל של אשכולות הכוכבים ולא את הכוכבים האישיים עצמם.
הסיבות לכך מורכבות למדי, אך טכניקות ההיכרויות של הכוכבים שלנו הובילו לכמה מסקנות מוזרות, בלתי אפשריות בעליל, כמו למצוא אשכולות כוכבים בנתיב החלב שהם ישנים יותר משביל החלב עצמו.
הטכניקה שפותחה על ידי צוות באמברי-רידל, בהובלת פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, ד"ר טד פון היפל, מסתמכת על מדידות של גמדים לבנים ולא על כוכבי רצף עיקרי. גמדים לבנים הם שרידים של כוכבים שעזבו את הרצף העיקרי לאחר שנגמר להם הדלק. השמש שלנו תסיים את חייה כגמד לבן.
הטכניקה החדשה מודדת את המסה, טמפרטורת פני השטח, והאם האטמוספירה שלה יש מימן או הליום.
"... לדעת אם יש מימן או הליום על פני השטח, זה חשוב מכיוון שהליום מקרין חום מהכוכב ביתר קלות מאשר מימן."
ד"ר טד פון היפל, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, אוניברסיטת אמברי-רידל.
"המיסה של הכוכב חשובה מכיוון שלאובייקטים בעלי מסה גדולה יותר יש יותר אנרגיה ולוקח זמן רב יותר להתקרר", אמר פון היפל, מנהל מחלקת המצפה במדעי הפיזיקה של אמברי-רידל וטלסקופ ריטשי-כריטיאן בגודל 1.0 מטר. "זו הסיבה שספל קפה נשאר חם יותר מכפית קפה. טמפרטורת פני השטח, כמו גחלים שהוצאו באש מדורה שיצאה, מציעים רמזים לכמה זמן לפני שהאש מתה. לבסוף, הידיעה אם יש מימן או הליום לפני השטח חשובה מכיוון שהליום מקרין חום מהכוכב ביתר קלות מאשר מימן. "
גוש הכוכבים הוא עדיין המפתח לקביעת גילו, והוא עדיין קשה, במיוחד עבור אוכלוסיות גדולות של גמדים לבנים. אבל בזכות לוויין גאיה זה הופך להיות קל יותר.
השיטה החדשה של פרופסור פון היפל מנצלת את הנתונים שנמסרים על ידי משימת גאיה של סוכנות החלל האירופית. גאיה מכינה מפה תלת ממדית של שביל החלב על ידי מדידת המהירות המוצבתית והרדיאלית של כמיליארד כוכבים בנתיב החלב ובקבוצה המקומית. גאיה מודדת מרחקי כוכבים בדיוק רב, וזה מה שצוותו של פון היפל ניצל.
גאיה הצליחה למדוד מרחקי כוכבים בדיוק רב, ופון היפל וצוותו השתמשו ברמת הדיוק הזו כדי לקבוע את רדיוס הכוכבים על בסיס בהירותם. משם, הם השתמשו במידע הקיים על יחס המסה לרדיוס של הכוכב כדי לקבוע את המסה, מרכיב חסר בקביעת גיל הכוכב.
הנגיעה הסופית, שעוזרת לתת לטכניקה החדשה את הדיוק שלה, היא להבין את המטאליות של הכוכב. מתכות מתייחסת לשפע האלמנטים הכימיים השונים בכוכב. מידע זה מאפשר להם לחדד את גיל הכוכב.
בפגישה האחרונה של החברה האמריקאית לאסטרונומיה הציגו חברי הצוות של פון היפל שתי פוסטרים על עבודתם. הראשון התמקד בזוג כוכבים בינארי עם גמד לבן אחד וכוכב רצף עיקרי אחד. השני התמקד בזוג גמדי לבן.
"הרמה הבאה של המחקר תהיה לקבוע כמה שיותר מהאלמנטים בטבלה המחזורית עבור כוכב הרצף הראשי בתוך זוגות אלה."
ד"ר טד פון היפל, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, אוניברסיטת אמברי-רידל.
"הרמה הבאה של המחקר תהיה לקבוע כמה שיותר מרכיבים בטבלה המחזורית עבור כוכב הרצף הראשי בתוך זוגות אלה," אמר פון היפל. "זה יספר לנו יותר על התפתחות כימית גלקטית, על סמך כמה אלמנטים שונים שנבנו במשך הזמן ככוכבים נוצרו בגלקסיה שלנו, שביל החלב."
פון היפל אומר שהשיטה עדיין בפיתוח, וניתן לשקול אותה בשלב המקדים. אבל יש לזה הבטחה רבה, והצוות מקווה שבסופו של דבר הם ילמדו את הגילאים של כל הגמדים הלבנים במערך הגאיה. "זה יכול לאפשר לחוקרים לקדם משמעותית את הבנתנו את היווצרות הכוכבים בנתיב החלב," אמר פון היפל.
פון היפל ציין השוואה בין תחום הארכיאולוגיה לתחום האסטרופיזיקה. בארכיאולוגיה אנו משתמשים בתיארוך פחמן כדי לקבוע את גילם של כל מיני העצמים: כלים, מבנים, מאובנים, אתרי תקופת האבן. עידני הדברים נותנים לנו הבנה של ציר הזמן של האירועים בכדור הארץ. הדבר נכון גם ליקום.
"עבור האסטרונומים של ימינו, בלי לדעת את הגיל של רכיבים שונים בגלקסיה שלנו, אין לנו הקשר. היו לנו טכניקות לתארוך חפצים שמימיים, אך לא בדיוק. "
