Nuestra comprensión del universo y de la Vía Láctea se basa en un edificio de conocimientos individuales, todos relacionados entre sí. Pero cada una de esas piezas es tan precisa. Cuanto más preciso podamos hacer una de las piezas de conocimiento, más precisa será nuestra comprensión de todo el asunto.
La edad de las estrellas es una de esas piezas. Durante años, los astrónomos han utilizado un método para determinar la edad de las estrellas que tiene un margen de error del 10% al 20%. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle ha desarrollado una nueva técnica para determinar la edad de las estrellas con un margen de error de solo 3% a 5%.
Las técnicas actuales de datación de estrellas se basan en la observación de estrellas en la secuencia principal, que es algo así como la apariencia adulta de las estrellas. La técnica analiza las estrellas que han comenzado a "morir", lo que en este caso significa que están agotando su hidrógeno. Además, los científicos generalmente solo pueden determinar la edad de una estrella al determinar la edad de la población de la que forman parte. Conocen la edad de algunas estrellas individuales, pero sobre todo sabemos la edad de los cúmulos estelares en lugar de las estrellas individuales.
Las razones son bastante complejas, pero nuestras técnicas de datación de estrellas han llevado a algunas conclusiones extrañas, obviamente imposibles, como encontrar cúmulos estelares en la Vía Láctea que son más antiguos que la propia Vía Láctea.
La técnica desarrollada por un equipo de Embry-Riddle, dirigida por el profesor de física y astronomía Dr. Ted von Hippel, se basa en mediciones de enanas blancas, en lugar de en estrellas de secuencia principal. Las enanas blancas son restos de estrellas que han abandonado la secuencia principal después de quedarse sin combustible. Nuestro propio Sol terminará su vida como una enana blanca.
La nueva técnica mide la masa, la temperatura de la superficie y si su atmósfera tiene hidrógeno o helio.
"... saber si hay hidrógeno o helio en la superficie es importante porque el helio irradia calor lejos de la estrella más fácilmente que el hidrógeno".
Dr. Ted von Hippel, profesor de física y astronomía, Universidad Embry-Riddle.
"La masa de la estrella es importante porque los objetos con mayor masa tienen más energía y tardan más en enfriarse", dijo von Hippel, director del Observatorio del Departamento de Ciencias Físicas de Embry-Riddle y del telescopio Ritchey-Chretien de 1.0 metro. “Es por eso que una taza de café permanece caliente más tiempo que una cucharadita de café. La temperatura de la superficie, como las brasas gastadas en una fogata que se ha apagado, ofrece pistas sobre cuánto tiempo hace que murió el incendio. Finalmente, saber si hay hidrógeno o helio en la superficie es importante porque el helio irradia calor lejos de la estrella más fácilmente que el hidrógeno ".
La masa de una estrella sigue siendo clave para determinar su edad, y aún es difícil, especialmente para grandes poblaciones de enanas blancas. Pero gracias al Gaia Satellite, eso se está volviendo más fácil.
El nuevo método del profesor von Hippel aprovecha los datos proporcionados por la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. Gaia está haciendo un mapa en 3D de la Vía Láctea midiendo la velocidad posicional y radial de aproximadamente mil millones de estrellas en la Vía Láctea y en el Grupo Local. Gaia mide las distancias de las estrellas con extrema precisión, y de eso se aprovechó el equipo de von Hippel.
Gaia pudo medir distancias de estrellas con gran precisión, y von Hippel y su equipo usaron esa precisión para determinar el radio de las estrellas en función de su brillo. A partir de ahí, utilizaron la información existente sobre la relación masa-radio de la estrella para determinar la masa, un ingrediente que falta para determinar la edad de una estrella.
El toque final, que ayuda a dar precisión a la nueva técnica, es descubrir la metalicidad de la estrella. La metalicidad se refiere a la abundancia de diferentes elementos químicos en la estrella. Esta información les permite refinar la edad de la estrella.
En la reciente reunión de la American Astronomical Society, los miembros del equipo de von Hippel presentaron dos carteles sobre su trabajo. El primero se centró en un par de estrellas binarias con una enana blanca y una estrella de secuencia principal. El segundo se centró en un par binario de enanas blancas.
"El siguiente nivel de estudio será determinar tantos elementos de la tabla periódica como sea posible para la secuencia principal de estrellas dentro de estos pares".
Dr. Ted von Hippel, profesor de física y astronomía, Universidad Embry-Riddle.
"El siguiente nivel de estudio será determinar tantos elementos de la tabla periódica como sea posible para la estrella de secuencia principal dentro de estos pares", dijo von Hippel. "Eso nos dirá más sobre la evolución química galáctica, en función de cómo se formaron diferentes elementos a lo largo del tiempo a medida que las estrellas se formaron en nuestra galaxia, la Vía Láctea".
Von Hippel dice que el método aún se está desarrollando, y aún se puede considerar en su fase preliminar. Pero es muy prometedor, y el equipo espera que eventualmente aprendan las edades de todas las enanas blancas en el conjunto de datos de Gaia. "Eso podría permitir a los investigadores avanzar significativamente en nuestra comprensión de la formación estelar dentro de la Vía Láctea", dijo von Hippel.
Von Hippel tomó nota de una comparación entre el campo de la arqueología y el campo de la astrofísica. En arqueología, utilizamos la datación por carbono para determinar la edad de todo tipo de objetos: herramientas, estructuras, fósiles, sitios de la Edad de Piedra. Las edades de las cosas nos dan una comprensión de la línea de tiempo de los eventos en la Tierra. Lo mismo es cierto para el Universo.
"Para los astrónomos de hoy, sin conocer la edad de los diferentes componentes de nuestra galaxia, no tenemos contexto. Hemos tenido técnicas para fechar objetos celestes, pero no precisamente ".
