Nossa compreensão do universo e da Via Láctea é construída sobre um edifício de conhecimentos individuais, todos relacionados entre si. Mas cada uma dessas peças é tão precisa. Quanto mais precisos pudermos tornar um dos conhecimentos, mais precisa será a nossa compreensão da coisa toda.
A idade das estrelas é uma dessas peças. Durante anos, os astrônomos usaram um método para determinar a idade das estrelas que tem uma margem de erro de 10% a 20%. Agora, uma equipe de cientistas da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle desenvolveu uma nova técnica para determinar a idade das estrelas com uma margem de erro de apenas 3% a 5%.
As técnicas atuais de namoro com estrelas dependem da observação de estrelas na sequência principal, que é como a capa de um adulto. A técnica observa estrelas que começaram a "morrer", o que, neste caso, significa que elas estão esgotando o hidrogênio. Além disso, os cientistas geralmente só podem dizer a idade de uma estrela descobrindo a idade da população da qual fazem parte. Eles sabem a idade de algumas estrelas individuais, mas sabemos principalmente a idade dos aglomerados de estrelas, em vez das estrelas individuais.
As razões para isso são bastante complexas, mas nossas técnicas de namoro com estrelas levaram a algumas conclusões estranhas, obviamente obviamente impossíveis, como encontrar aglomerados de estrelas na Via Láctea que são mais antigos que a própria Via Láctea.
A técnica desenvolvida por uma equipe da Embry-Riddle, liderada pelo professor de física e astronomia Dr. Ted von Hippel, baseia-se nas medições de anãs brancas, e não nas estrelas da sequência principal. Anãs brancas são remanescentes de estrelas que deixaram a sequência principal depois de ficar sem combustível. Nosso próprio Sol terminará sua vida como uma anã branca.
A nova técnica mede a massa, a temperatura da superfície e se a atmosfera possui hidrogênio ou hélio.
"... saber se há hidrogênio ou hélio na superfície é importante porque o hélio irradia o calor da estrela mais rapidamente do que o hidrogênio".
Dr. Ted von Hippel, professor de Física e Astronomia, Universidade Embry-Riddle.
"A massa da estrela é importante porque objetos com maior massa têm mais energia e demoram mais para esfriar", disse von Hippel, diretor do Observatório do Departamento de Ciências Físicas da Embry-Riddle e telescópio Ritchey-Chretien de 1,0 metro. “É por isso que uma xícara de café fica quente por mais tempo que uma colher de chá de café. A temperatura da superfície, como carvão usado em uma fogueira que se apagou, oferece pistas de quanto tempo o fogo morreu. Finalmente, saber se há hidrogênio ou hélio na superfície é importante porque o hélio irradia o calor da estrela mais rapidamente do que o hidrogênio. ”
A massa de uma estrela ainda é fundamental para determinar sua idade, e ainda é difícil, especialmente para grandes populações de anãs brancas. Mas graças ao satélite Gaia, isso está ficando mais fácil.
O novo método do professor von Hippel aproveita os dados fornecidos pela missão Gaia da Agência Espacial Europeia. Gaia está fazendo um mapa 3D da Via Láctea medindo a velocidade posicional e radial de cerca de 1 bilhão de estrelas na Via Láctea e no Grupo Local. Gaia mede distâncias estelares com extrema precisão, e é disso que a equipe de von Hippel se aproveita.
Gaia foi capaz de medir distâncias estelares com grande precisão, e von Hippel e sua equipe usaram essa precisão para determinar o raio das estrelas com base em seu brilho. A partir daí, eles usaram as informações existentes na proporção massa / raio da estrela para determinar a massa, um ingrediente que faltava na determinação da idade de uma estrela.
O toque final, que ajuda a dar precisão à nova técnica, é descobrir a metalicidade da estrela. Metallicity refere-se à abundância de diferentes elementos químicos na estrela. Essas informações permitem refinar a idade da estrela.
Na recente reunião da American Astronomical Society, os membros da equipe de von Hippel apresentaram dois pôsteres em seu trabalho. A primeira focada em um par de estrelas binárias com uma anã branca e uma estrela de seqüência principal. A segunda focada em um par binário de anãs brancas.
"O próximo nível de estudo será determinar o maior número possível de elementos na tabela periódica para a estrela principal de seqüência dentro desses pares."
Dr. Ted von Hippel, professor de Física e Astronomia, Universidade Embry-Riddle.
"O próximo nível de estudo será determinar o maior número possível de elementos na tabela periódica para a estrela principal da sequência dentro desses pares", disse von Hippel. "Isso nos diria mais sobre a evolução química galáctica, com base em como diferentes elementos se acumularam ao longo do tempo à medida que as estrelas se formaram em nossa galáxia, a Via Láctea."
Von Hippel diz que o método ainda está sendo desenvolvido e ainda pode ser considerado em sua fase preliminar. Mas ele tem muitas promessas, e a equipe espera que, eventualmente, eles aprendam as idades de todas as anãs brancas no conjunto de dados de Gaia. "Isso pode permitir que os pesquisadores avancem significativamente nossa compreensão da formação de estrelas na Via Láctea", disse von Hippel.
Von Hippel tomou nota de uma comparação entre o campo da arqueologia e o campo da astrofísica. Na arqueologia, usamos datação por carbono para determinar a idade de todos os tipos de objetos: ferramentas, estruturas, fósseis, sítios da Idade da Pedra. As eras das coisas nos dão uma compreensão da linha do tempo dos eventos na Terra. O mesmo vale para o universo.
"Para os astrônomos de hoje, sem saber a idade dos diferentes componentes de nossa galáxia, não temos contexto. Tivemos técnicas para namorar objetos celestes, mas não com precisão. ”
