Bildkredit: Hubble
Tack vare Hubble Space Telescope använder astronomer gamla stjärnor på Vintergatan för att komma med en oberoende uppskattning om universumets ålder. Enligt denna nya metod riktade astronomerna antika vita dvärgstjärnor som svalnar i mycket förutsägbar takt. Dessa stjärnor bildades nära universums början, och astronomerna kunde uppskatta att de är mellan 12-13 miljarder år gamla. Nära nog.
NASA: s Hubble rymdteleskop har tryckt gränserna för sin kraftfulla vision och har upptäckt de äldsta utbrända stjärnorna i vår Vintergalax. Dessa extremt gamla, dimma ”urverkstjärnor” ger en helt oberoende avläsning på universumets ålder utan att förlita sig på mätningar av universums expansion.
De gamla vita dvärgstjärnorna, sett av Hubble, visar sig vara 12 till 13 miljarder år gamla. Eftersom tidigare Hubble-observationer visar att de första stjärnorna bildades mindre än 1 miljard år efter universums födelse i big bang, så hittar de äldsta stjärnorna astronomer inom räckhåll för att beräkna universums absoluta ålder.
Även om tidigare Hubble-forskning sätter universumets ålder till 13 till 14 miljarder år baserat på utrymmehastigheten, är universums födelsedag ett så grundläggande och djupgående värde att astronomer länge har sökt andra ålderdateringsmetoder för att korsa deras Slutsatser. "Den här nya observationskortslutningen tar sig till åldersfrågan och erbjuder ett helt oberoende sätt att fastställa det värdet," säger Harvey Richer från University of British Columbia, Kanada.
De nya observationerna med ålderdomineringen gjordes av Richer och kollegor genom att använda Hubble för att jaga efter svårfångade antika stjärnor dolda i ett kulformat stjärnkluster beläget 5 600 ljusår bort i konstellationen Scorpius. Resultaten ska publiceras i Astrophysical Journal Letters.
Begreppsmässigt är den nya tidsåldersobservationen lika elegant enkel som att beräkna hur länge sedan en lägereld brände genom att mäta temperaturen på de ulmande kullarna. För Hubble är "kolen" vita dvärgstjärnor, de utbrända resterna av de tidigaste stjärnorna som bildades i vår galax.
Heta, täta sfärer av kol "aska" som efterlämnats av den länge döda stjärnans kärnugn, vita dvärgar svalna i en förutsägbar takt? ju äldre dvärgen är, desto svalare är den, vilket gör den till en perfekt "klocka" som har fästing nästan så länge som universum har funnits.
Detta tillvägagångssätt har erkänts som mer pålitligt än ålderdatering av de äldsta stjärnorna som fortfarande bränner av kärnfusion, som förlitar sig på komplexa modeller och beräkningar om hur en stjärna bränner sitt kärnbränsle och åldrar. Vita dvärgar är lättare att åldersdatumera eftersom de helt enkelt kyler, men tricket har alltid varit att hitta de dimmaste och därmed längsta "klockorna".
När vita dvärgar svalnar blir de svagare, och detta krävde att Hubble tar många ögonblicksbilder av det forntida globulära stjärnklusteret M4. Observationerna uppgick till nästan åtta dagars exponeringstid under en 67-dagarsperiod. Detta gjorde det möjligt för ännu svagare dvärgar att bli synliga, tills de äntligen är de coolaste? och äldsta? dvärgarna sågs. Dessa stjärnor är så svaga (vid 30: e storleken? Vilket är betydligt svagare än ursprungligen förväntat för alla Hubble-teleskopavbildningar med de ursprungliga kamerorna), de är mindre än en miljardste den uppenbara ljusstyrkan hos de svagaste stjärnorna som kan ses med det blotta ögat .
Globular kluster är de första banbrytande nybyggarna av Vintergatan. Många sammanfogades för att bygga navet i vår galax och bildade miljarder år innan uppkomsten av Vintergatens magnifika hjulskiva (vilket ytterligare bekräftas av Richers observationer). I dag överlever 150 kulakluster i den galaktiska gloria. Den kuglande klustret M4 valdes på grund av att den är närmast jorden, så de i huvudsak svagaste vita dvärgarna är fortfarande tydligt ljusa för att kunna plockas ut av Hubble.
År 1928 fick Edwin Hubbles mätningar av galaxer honom att inse att universum utvidgades enhetligt, vilket innebar att universum hade en ändlig ålder som kunde uppskattas genom att matematiskt "köra utvidgningen bakåt." Edwin Hubble uppskattade först universumet var bara 2 miljarder år gammalt. Osäkerheter om den verkliga expansionsgraden ledde till en livlig debatt i slutet av 1970-talet, med uppskattningar mellan 8 och 18 miljarder år. Uppskattningar av åldrarna för de äldsta normala "huvudsekvens" -stjärnorna var i strid med det lägre värdet, eftersom stjärnor inte kunde vara äldre än själva universum.
1997 bröt Hubble-astronomer denna förblandning genom att triumferande tillkännage en tillförlitlig ålder för universum, beräknat från en mycket exakt mätning av expansionshastigheten. Bilden blev snart mer komplicerad när astronomer som använde Hubble och markbaserade observatorier upptäckte att universum inte expanderade i en konstant hastighet, utan accelererade på grund av en okänd repulsiv kraft benämnd "mörk energi." När mörk energi tas upp i universumets expansionshistoria kommer astronomer vid en ålder för universum på 13-14 miljarder år. Denna ålder verifieras nu oberoende av åldrarna för de "klocka" vita dvärgarna mätt av Hubble.
Originalkälla: Hubble News Release
