Astronomii au aflat cum pot determina cu precizie vârsta unei stele

Oamenii de știință cunoșteau faptul că viteza de rotație a stelelor descrește de-a lungul timpului, însă până recent dispuneau de prea puține date pentru a calcula cu exactitate vârsta acestora pornind de la viteza de rotație. De această dată, astronomi americani au reușit să măsoare viteza de rotație a stelelor despre care se știa că au vârsta de peste 1 miliard de ani, iar rezultatele obținute sunt concludente pentru stabilirea unui raport între această viteză de rotație și vârsta stelară, cu o marjă de eroare de doar 10%.

Rezultatele studiului lor au fost prezentate la Seattle, cu ocazia întrunirii Societății Astronomice Americane și au fost și publicate de revista Nature.

Stabilirea vârstei stelelor este de importanță maximă pentru astronomie, la fel cum stabilirea vârstei fosilelor este de importanță crucială pentru studiul biologiei. Această metodă se aplică așa-numitelor „stele reci” — aștri din categoria Soarelui sau mai mici (acestea sunt cele mai răspândite stele din galaxia noastră și au și perioade mai lungi de viață decât stelele mai mari).

„Ele au rolul unor felinare, luminând chiar și cele mai străvechi colțuri ale galaxiei noastre”, a explicat Soren Meibom de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică, coordonatorul acestui studiu.

De asemenea, aceste stele mai reci găzduiesc și marea majoritate a exoplanetelor din clasa Pământului pe care le-am descoperit până în prezent.

Majoritatea proprietăților unei „stele reci” așa cum este Soarele — dimensiunea sa, masa, strălucirea și temperatura — rămân aproape constante de-a lungul întregii vieți stelare, ceea ce face foarte dificil procesul de aflare a vârstei unui astfel de astru.

Soluția de a măsura viteza de rotație a fost propusă pentru prima oară în anii ’70 și în 2003 a primit denumirea de „girocronologie”.

„O stea rece se rotește foarte rapid atunci când este tânără, însă această rotație devine din ce în ce mai lentă pe măsură ce steaua îmbătrânește”, conform lui Meibom.

Nici această metodă nu este însă lipsită de dificultăți. Astronomilor le este greu să urmărească rotația unei stele și de aceea apelează la puncte de reper la suprafața acesteia, așa cum sunt petele solare, pete care produc pierderi de doar până la 1% din strălucirea stelelor. Stelele „bătrâne” pun și mai multe probleme pentru că sunt mai puțin active și formează pete solare mai puține și mai mici.

Echipa coordonată de Dr. Meibom a folosit imaginile obținute cu ajutorul telescopului Kepler aflat pe orbita circumterestră din 2009. Ei au reușit să măsoare vitezele de rotație a 30 de stele dintr-un cluster despre care se știe că are vârsta de aproximativ 2,5 miliarde de ani, denumit NGC 6819. Înaintea misiunii telescopului Kepler, astronomii nu dețineau decât date despre stele foarte reci din clustere foarte tinere — toate mai tinere de 600 de milioane de ani și toate rotindu-se destul de rapid — aproximativ o dată pe săptămână.

În 2011 echipa coordonată de Dr. Meibom a folosit imaginile captate de telescopul Kepler pentru a studia un alt cluster stelar, NGC 6811, cu vârsta estimată la 1 miliard de ani. Stelele mai reci din acest cluster încheie o rotație o dată la aproximativ 10 zile. În afară de aceste date, singura stea căreia îi cunoaștem vârsta cât și viteza de rotație este Soarele — 4,6 miliarde de ani și o perioadă de spin de 26 de zile.

Stelele din clusterul nou studiat încheie o rotație o dată la aproximativ 18 zile. „Acest cluster ne ajută să determinăm cât de bună este girocronologia ca metodă de aflare a vârstei unei stele”, conform lui Ruth Angus, cercetător la Universitatea Oxford.