Kredit za sliku: Hubble
Zahvaljujući svemirskom teleskopu Hubble, astronomi koriste drevne zvijezde u Mliječnoj stazi kako bi došli do neovisne procjene o starosti Svemira. U prošlosti su astronomi izračunali ovu dob koristeći njenu brzinu širenja i odredili je između 13-14 milijardi godina. Pod ovom novom metodom, astronomi su ciljali na drevne bijele patuljke zvijezde koje se hlade vrlo predvidljivom brzinom. Te su zvijezde nastale blizu početka Svemira, a astronomi su uspjeli procijeniti da su stare između 12-13 milijardi godina. Dovoljno blizu.
Pomičući granice svoje snažne vizije, NASA-in svemirski teleskop Hubble otkrio je najstarije izgorjele zvijezde u našoj galaksiji Mliječni put. Ove iznimno stare, mutne 'zvijezde sa satom' pružaju potpuno neovisno očitavanje o starosti svemira bez oslanjanja na mjerenja širenja svemira.
Stare zvijezde bijelih patuljaka, kako ih vidi Hubble, pokazuju se da su stare 12 do 13 milijardi godina. Budući da ranija Hubbleova opažanja pokazuju da su prve zvijezde nastale manje od milijardu godina nakon rođenja svemira u Velikom prasku, pronalaženje najstarijih zvijezda stavlja astronome na dohvat ruke da izračunaju apsolutnu starost svemira.
Iako su prethodna Hubbleova istraživanja postavila starost svemira na 13 do 14 milijardi godina na temelju brzine širenja svemira, rođendan svemira je toliko temeljna i duboka vrijednost da su astronomi dugo tražili druge tehnike utvrđivanja starosti kako bi provjerili svoje zaključke. “Ovo novo opažanje dovodi do kratkog spoja do pitanja dobi i nudi potpuno neovisan način utvrđivanja te vrijednosti”, kaže Harvey Richer sa Sveučilišta British Columbia, Kanada.
Nova zapažanja datiranja starosti izvršili su Richer i suradnici koristeći Hubble u potrazi za nedostižnim drevnim zvijezdama skrivenim unutar kuglastog zvjezdanog skupa udaljenog 5.600 svjetlosnih godina u zviježđu Škorpion. Rezultati će biti objavljeni u Astrophysical Journal Letters.
Konceptualno, novo zapažanje o starosti jednako je elegantno jednostavno kao i procjena prije koliko je vremena gorjela logorska vatra mjerenjem temperature tinjajućeg ugljena. Za Hubblea, 'ugljen' su zvijezde bijelih patuljaka, izgorjeli ostaci najranijih zvijezda koje su nastale u našoj galaksiji.
Vruće, guste kugle ugljičnog 'pepela' koje je ostavila nuklearna peć davno mrtve zvijezde, bijeli patuljci se hlade predvidljivom brzinom? što je patuljak stariji, to je hladniji, što ga čini savršenim 'satom' koji otkucava gotovo otkad postoji svemir.
Ovaj pristup je prepoznat kao pouzdaniji od određivanja starosti najstarijih zvijezda koje još uvijek gore nuklearnom fuzijom, što se oslanja na složene modele i izračune o tome kako zvijezda sagorijeva svoje nuklearno gorivo i stari. Bijele patuljke je lakše odrediti u dobi jer se jednostavno hlade, ali trik je oduvijek bio u pronalaženju najslabijih i stoga najdugovječnijih 'satova'.
Kako se bijeli patuljci hlade, oni slabe, a to je zahtijevalo da Hubble napravi mnogo snimaka drevnog kuglastog zvjezdanog jata M4. Opažanja su iznosila gotovo osam dana vremena izlaganja u razdoblju od 67 dana. To je omogućilo da čak i blijeđi patuljci postanu vidljivi, sve dok konačno nije najhladniji ? i najstariji? vidjeli su se patuljci. Ove su zvijezde toliko slabe (na 30. magnitudi - što je znatno slabije nego što se prvobitno očekivalo za bilo koju sliku Hubbleovog teleskopa originalnim kamerama), da su manje od jedne milijarde prividnog sjaja najslabijih zvijezda koje se mogu vidjeti golim okom .
Kuglasti skupovi su prvi pionirski naseljenici Mliječne staze. Mnogi su se udružili kako bi izgradili središte naše galaksije i formirali milijarde godina prije pojave veličanstvenog diska Mliječne staze (što dodatno potvrđuju Richerova opažanja). Danas u galaktičkom halou opstaje 150 kuglastih jata. Kuglasti skup M4 odabran je jer je najbliži Zemlji, tako da su intrinzično najslabiji bijeli patuljci još uvijek naizgled dovoljno svijetli da ih Hubble odabere.
Godine 1928. mjerenja galaksija Edwina Hubblea navela su ga da shvati da se svemir jednoliko širi, što je značilo da svemir ima konačnu starost koja se može procijeniti matematičkim 'pokretanjem širenja unatrag'. Edwin Hubble je prvi procijenio da je svemir star samo 2 milijarde godina. Neizvjesnosti oko stvarne stope ekspanzije dovele su do žustre rasprave u kasnim 1970-ima, s procjenama u rasponu od 8 milijardi do 18 milijardi godina. Procjene starosti najstarijih normalnih zvijezda 'glavnog niza' bile su u suprotnosti s nižom vrijednošću, budući da zvijezde ne mogu biti starije od samog svemira.
Godine 1997. Hubbleovi astronomi prekinuli su ovaj ćorsokak trijumfalno najavljujući pouzdanu starost svemira, izračunatu iz vrlo preciznog mjerenja brzine širenja. Slika se ubrzo zakomplicirala kada su astronomi koristeći Hubble i zemaljske zvjezdarnice otkrili da se svemir ne širi konstantnom brzinom, već ubrzava zbog nepoznate odbojne sile nazvane 'tamna energija'. Kada se tamna energija uključi u povijest širenja svemira, astronomi stižu u starost svemira od 13-14 milijardi godina. Ovo doba sada je neovisno provjereno godinama bijelih patuljaka koje je izmjerio Hubble.
Izvorni izvor: Hubble News Release
