宇宙と天の川についての私たちの理解は、すべてが相互に関連している個々の知識の一部に基づいています。しかし、それらの各部分は非常に正確です。知識の1つをより正確に作成できるほど、全体の理解がより正確になります。
星の時代はその一例です。何年もの間、天文学者は10％から20％の誤差のある星の年齢を決定する方法を使用してきました。現在、Embry-Riddle Aeronautical Universityの科学者チームは、わずか3％から5％の誤差範囲で星の年齢を決定する新しい手法を開発しました。
現在の星の年代測定技術は、主なシーケンスで星を観測することに依存しています。これは、星の大人っぽさのようなものです。この手法では、「死に」始めた星を調べます。つまり、この場合は、水素を使い果たしています。さらに、科学者は通常、自分が属している人口の年齢を把握することによってのみ、星の年齢を知ることができます。彼らはいくつかの個々の星の年齢を知っていますが、ほとんどの場合、個々の星自体ではなく、星団の年齢を知っています。
その理由はかなり複雑ですが、私たちの星年代測定手法は、天の川自体よりも古い天の川の星団を見つけるなど、奇妙でかなり明らかに不可能な結論を導き出しました。
物理学と天文学のテッドフォンヒッペル博士が率いるエンブリーリドルのチームによって開発された手法は、メインシーケンスの星ではなく、白色矮星の測定に依存しています。白色矮星は、燃料が足りなくなった後にメインシーケンスを去った星の残骸です。私たち自身の太陽は、白色矮星としてその寿命を終えます。
新しい手法は、質量、表面温度、およびその雰囲気に水素またはヘリウムがあるかどうかを測定します。
「…表面に水素またはヘリウムがあるかどうかを知ることは、ヘリウムが水素よりも星から熱を放出しやすいので重要です。」
テッド・フォン・ヒッペル博士、エンブリー・リドル大学物理学および天文学教授。
「星の質量が重要なのは、質量が大きいほどエネルギーが大きくなり、冷却に時間がかかるためです」と、エンブリーリドルの物理科学部天文台のディレクターであり、1.0メートルのリッチークレティエン望遠鏡のフォンヒッペル氏は述べています。 「これが、コーヒー1杯がコーヒー1杯より長く熱くなっている理由です。消えたキャンプファイヤーで使用済みの石炭のような表面温度は、火が消えたのはいつからかを知る手がかりになります。最後に、ヘリウムは水素よりも星から熱を放出しやすいため、表面に水素またはヘリウムがあるかどうかを知ることは重要です。」
星の質量はまだその年齢を決定する鍵であり、特に白色矮星の大規模な集団にとっては、依然として困難です。しかし、Gaia Satelliteのおかげで、それはますます簡単になっています。
フォンヒッペル教授の新しい手法は、欧州宇宙機関のガイアミッションによって提供されたデータを利用しています。ガイアは、天の川とローカルグループの約10億個の星の位置と半径方向の速度を測定することにより、天の川の3Dマップを作成しています。ガイアは星の距離を非常に正確に測定します。それがフォンヒッペルのチームが利用したものです。
ガイアは星の距離を非常に正確に測定することができ、フォンヒッペルと彼のチームはその精度を使用して、明るさに基づいて星の半径を決定しました。そこから、星の質量と半径の比率に関する既存の情報を使用して、星の年齢を決定するのに欠けている成分である質量を決定しました。
新しいテクニックに正確さを与えるのに役立つ最後のタッチは、星の金属性を理解することです。金属性とは、星に含まれるさまざまな化学元素の量を指します。この情報により、彼らは星の年齢を洗練することができます。
最近のアメリカ天文学会の会議で、フォンヒッペルのチームのメンバーは自分たちの仕事について2つのポスターを発表しました。 1つ目は、1つの白い矮星と1つの主系列星を持つ2連星のペアに焦点を当てました。 2つ目は、白色矮星のバイナリペアに焦点を当てました。
「次のレベルの研究は、これらのペア内のメインシーケンススターについて、周期表の元素をできるだけ多く決定することです。」
テッド・フォン・ヒッペル博士、エンブリー・リドル大学物理学および天文学教授。
「次のレベルの研究では、これらのペア内のメインシーケンススターについて、周期表の元素をできるだけ多く決定することになります」とフォンヒッペル氏は語った。 「それは私たちの銀河である天の川の中で星が形成されるにつれて、さまざまな要素が時間とともに構築された方法に基づいて、銀河の化学進化についてより多くを教えてくれるでしょう。」
フォン・ヒッペル氏は、この方法はまだ開発中であり、まだその予備段階で検討できると語っています。しかし、それは多くの約束を保持しており、チームは最終的にガイアデータセット内のすべての白い小人の年齢を学習することを期待しています。 「それにより、研究者は天の川内の星形成についての私たちの理解を大幅に進めることができます」とフォンヒッペルは言った。
フォンヒッペルは、考古学の分野と天体物理学の分野との比較に言及しました。考古学では、炭素年代測定法を使用して、あらゆる種類のオブジェクト（道具、構造物、化石、石器時代の遺跡など）の年代を決定します。物事の時代は、地球上の出来事のタイムラインの理解を私たちに与えます。同じことが宇宙にも当てはまります。
「今日の天文学者にとって、私たちの銀河のさまざまな構成要素の年齢を知らなければ、私たちには文脈がありません。天体をデートするためのテクニックはありましたが、正確ではありませんでした。」
