우주와 은하수에 대한 우리의 이해는 서로 관련된 개별 지식 조각에 기초합니다. 그러나 각 부분은 매우 정확합니다. 지식 중 하나를 더 정확하게 만들수록 모든 것에 대한 이해가 더 정확 해집니다.
별의 시대는 그런 조각 중 하나입니다. 수 천년 동안 천문학 자들은 10 %에서 20 %의 오차 한계를 갖는 별의 나이를 결정하는 방법을 사용해 왔습니다. 이제 Embry-Riddle Aeronautical University의 과학자 팀은 3 ~ 5 %의 오차 한계로 별의 나이를 결정하는 새로운 기술을 개발했습니다.
현재의 스타 데이트 기술은 메인 시퀀스에서 별을 관찰하는 데 의존하며, 이는 별의 성인과 같습니다. 이 기술은‘죽음’을 시작한 별을보고 있는데,이 경우 별이 수소를 소모하고 있다는 의미입니다. 또한 과학자들은 일반적으로 자신이 속한 인구의 연령을 파악하여 별의 나이 만 알 수 있습니다. 그들은 개별 별의 나이를 알고 있지만 대부분 개별 별 자체보다는 별 무리의 나이를 알고 있습니다.
그 이유는 상당히 복잡하지만 우리의 별 데이트 기술은 은하수보다 오래된 은하수에서 별 무리를 찾는 것과 같이 다소 이상하고 불가능한 결론을 이끌어 냈습니다.
물리 및 천문학 교수 인 테드 폰 히펠 (Ted von Hippel) 박사가 이끄는 엠브리-리들 (Embry-Riddle) 팀이 개발 한이 기술은 주 계열성보다는 흰색 왜성 측정에 의존합니다. 백색 왜성은 연료 부족 후 주 계열을 떠난 별들의 잔재입니다. 우리 자신의 태양은 백색 왜성으로서의 삶을 끝낼 것입니다.
새로운 기술은 질량, 표면 온도 및 대기가 수소인지 헬륨인지를 측정합니다.
"… 표면에 수 소나 헬륨이 있는지 아는 것이 중요합니다. 왜냐하면 헬륨은 수소보다 별에서 열을 더 쉽게 방출하기 때문입니다."
테드 폰 히펠 박사, 엠브리-리들 대학교 물리 및 천문학 교수.
Embry-Riddle 물리 과학 관측소의 디렉터 인 폰 히펠 (Von Hippel)과 1.0 미터의 Ritchey-Chretien 망원경은“질량이 큰 물체는 더 많은 에너지를 가지고 있고 더 오래 식히기 때문에 별의 질량이 중요하다. “이것은 커피 한 잔이 커피 한 스푼보다 더 오래 머무는 이유입니다. 캠프 파이어에서 사용 된 석탄과 같이 지표 온도는 화재가 얼마나 오래 전에 발생했는지에 대한 단서를 제공합니다. 마지막으로, 헬륨이 수소보다 더 쉽게 열을 방출하기 때문에 표면에 수소 또는 헬륨이 있는지 아는 것이 중요합니다.”
별의 질량은 여전히 나이를 결정하는 데 중요하며, 특히 많은 백색 왜성 집단에서는 여전히 어렵습니다. 그러나 Gaia Satellite 덕분에 점점 쉬워지고 있습니다.
폰 히펠 교수의 새로운 방법은 유럽 우주국의 가이아 미션에서 제공 한 데이터를 활용합니다. Gaia는 은하수와 로컬 그룹에서 약 10 억 개의 별의 위치 및 방사형 속도를 측정하여 은하수의 3D 맵을 만들고 있습니다. Gaia는 별 거리를 매우 정확하게 측정하여 von Hippel의 팀이 활용 한 것입니다.
Gaia는 매우 정확하게 별 거리를 측정 할 수 있었으며 von Hippel과 그의 팀은이 정확도를 사용하여 별의 밝기를 기준으로 별의 반지름을 결정했습니다. 거기에서 그들은 별의 질량 대 반지름 비율에 대한 기존 정보를 사용하여 별의 나이를 결정하는 데 없어진 성분 인 질량을 결정했습니다.
새로운 기술에 정밀성을 부여하는 마지막 손길은 별의 금속성을 알아내는 것입니다. 금속성은 별의 다양한 화학 원소가 풍부함을 나타냅니다. 이 정보를 통해 스타의 나이를 조정할 수 있습니다.
최근 미국 천문 학회 회의에서 폰 히펠 팀의 구성원은 자신의 작업에 대해 두 개의 포스터를 발표했습니다. 첫 번째는 백색 왜성 1 개와 주 계열성 1 개를 가진 이진 별 쌍에 초점을 맞추었다. 두 번째는 이진 쌍의 백색 왜성에 초점을 맞추 었습니다.
"다음 단계의 연구는 주기율표에서이 쌍 내에서 주 계열성에 대해 가능한 많은 원소를 결정하는 것입니다."
테드 폰 히펠 박사, 엠브리-리들 대학교 물리 및 천문학 교수.
폰 히펠은“다음 단계의 연구는이 쌍 내에서 주 계열성 별에 대해 주기율표에서 가능한 많은 원소를 결정하는 것이다. "이것은 우리 은하에서 은하수에 별이 형성되면서 시간이 지남에 따라 다른 원소들이 어떻게 형성되는지에 근거하여 은하계 화학 진화에 대해 더 많이 말해 줄 것입니다."
폰 히펠은이 방법이 아직 개발 중이며 아직 예비 단계에서 고려 될 수 있다고 말했다. 그러나 그것은 많은 약속을 가지고 있으며, 팀은 결국 Gaia 데이터 세트에있는 모든 백색 왜성의 시대를 배우기를 희망합니다. 폰 히펠은“이로 인해 연구자들은 은하수 내에서 별 형성에 대한 이해를 크게 향상시킬 수 있었다”고 말했다.
폰 히펠은 고고학 분야와 천체 물리학 분야의 비교를 기록했다. 고고학에서는 탄소 데이트를 사용하여 도구, 구조, 화석, 석기 시대 사이트와 같은 모든 종류의 개체의 나이를 결정합니다. 사물의 시대는 우리에게 지구의 사건의 타임 라인을 이해하게 해줍니다. 우주도 마찬가지입니다.
“우리 은하의 여러 구성 요소의 나이를 모르는 오늘날의 천문학 자에게는 상황이 없습니다. 우리는 천체의 연대 측정 기술을 가지고 있지만 정확하게는 아닙니다.”
