Am auzit de multe ori oameni de stiinta si cercetatori vorbind despre Soare, de exemplu, care are peste 4.6 miliarde de ani. Daca la oameni calculam varsta de la momentul nasterii, la stele si obiecte cosmice determinarea varstei este foarte dificila, mai ales cand acestea se afla la ani-lumina de tine, cel care doreste sa vada ce vechime are o stea, de pilda. Si cu toate astea stim deja ce varsta au foarte multe stele si corpuri ceresti. Cum am reusit sa aflam asta?
Astronomii si pasionatii de corpuri ceresti si de studierea lor au reusit deja sa determine cateva date relevante despre planete, stele, masa, compozitia lor. Masa unei stele e usor de calculat. Doar privesti si analizezi perioada orbitala si faci cateva calcule. Cand vrei sa stii si ce compozitie are o stea privesti cu atentie spectrul de lumina pe care il emite steaua. Insa o variabila importanta nu a fost inca determinata atat de corect si de simplu: timpul.
Poate te gandesti ca stim deja varsta planetelor si stelelor pe care le-am vazut si le-am prezentat deja lumii intregi. Pana acum, din pacate, am reusit sa aflam varsta exacta a unei singure planete: Soarele. Pana si stelele pe care le tot studiem reusesc sa ne uimeasca inca la capitolul vechime.
Calculele bazate pe fizica si pe masuratorile indirecte pot sa ofere astronomilor niste estimari destul de precise. Dar nu unele exacte. Unele metode de determinare a vechimii stelelor ofera rezultate mai bune, altele nu sunt in stare sa puna la dispozitie niste rezultate pe care te poti baza pe termen lung. De regula avem trei modalitati principale care ne ajuta sa calculam varsta unei stele, unei planete.
Diagramele Hertzsprung-Russell. Oamenii de stiinta stiu deja in mare cum s-a nascut un corp ceresc, cum „traieste” si cum dispare. Corpurile ceresti care au la baza hidrogenul elimina gazele in spatiu odata ce au disparut. Dar nu stim foarte clar pas cu pas ce se intampla in ciclul de viata al unei stele. In functie de masa lor, anumite stele ajung in anumite etape dupa un anumit numar de ani. Stelele mai mari, cu masa mai mare, dispar mai rapid, cele care au masa mai micuta pot sa aiba o faza de „moarte” miliarde de ani.
In secolul 20 doi astronomi celebri Ejnar Hertzsprung si Henry Norris Russell au venit cu o idee geniala care a ajutat la determinarea vechimii unui corp ceresc. Au folosit temperatura si luminozitatea ca sa isi dea seama de varsta unei stele. Asa au aparut si diagramele lor in care fiecare etapa a ciclului de viata a uneni stele poate fi determinata mai usor. Astazi ne folosim d astfel de diagrame ca sa determinam varsta unor clustere de stele, in care toate stelele s-ar fi format in acelasi timp. Da, implica multa matematica si modelare, insa e o metoda ce poate fi folosita la aceste clustere. Poti sa compari si culoarea si luminozitatea unei stele raportandu-le la diagramele Hertzsprung-Russell. Nu ai precizie prea mare, dar e cel mai bun si mai simplu lucru pe care il ai la dispozitie si ne folosim de el cat de mult putem.
Viteza de rotatie. Prin anii 1970 deja astrofizicienii au descoperit un trend: stelele in clustere mai „tinere” se rotesc mai rapid decat stelele aflate in clustere mai vechi. In 1972, astronomul Andrew Skumanich foloseste viteza de rotatie a stelelor si activitatea de suprafata pentru a determina varsta unei stele cu ajutorul unei ecuatii simple ce permite o estimare destul de precisa: Viteza de rotatie = (Varsta) -½. Zeci de ani am folosit aceasta metoda interesanta ca sa ne dam seama de varsta stelelor individuale. Insa datele recente au aratat ca nu prea e o metoda atat de buna. Unele stele nu incetinesc cand ajung la o anumita varsta. Din contra. Ele isi pastreaza aceeasi viteza de rotatie pentru tot restul vietii lor. Si totusi rotatia ramane cea mai buna daca vrei sa vezi ce varsta are o stea care e mai „tanara” decat Soarele. Daca stelele sunt mai „batrane” decat Soarele vor fi folosite alte metode.
Seismologia stelara. Telescopul spatial Kepler ne-a confirmat ca viteza de rotatie nu e o metoda buna de utilizat in determinarea varstei unei stele. Seismologia stelara e o metoda mult mai buna si mai precisa. Telescopul Kepler ne-a permis sa ne concentram pe seismologia stelara uitandu-ne pentru o perioada lunga de timp la aceeasi stea. Daca ne uitam cu atentie la „palpaitul” unei stele putem sa ne dam seama de varsta ei. Stim ce se intampla sub suprafata stelei daca privim cu atentie luminozitatea stelei, folosim si modelarea si aflam foarte usor varsta unei stele. Telescopul Kepler ofera date foarte multe despre luminozitate, asa ca putem sa ne bazam pe seismologia stelara.
Stim deja si multe spre galaxia noastra. Si despre un eveniment ce a avut loc acum 10 miliarde de ani, cand galaxia s-a ciocnit cu o galaxie pitica. Stelele lasate in urma de acea galaxie pitica sunt mai „tinere” si au aceeasi varsta ca a stelelor originale din Calea Lactee.
Telescopul NASA TESS si cel european CHEOPS continua sa analizeze si sa „priveasca” cerul, asa ca in viitor vor sti si mai multe despre viata stelelor si despre varsta lor. Varsta stelelor are implicatii majore in formarea planetelor, in evolutia galaxiilor, asa ca e important sa o determinam cat mai corect. Pe viitor intrebarea „cat de veche e o stea?”, „care e varsta unei stele” va ramane cea mai importanta pentru intelegerea universului…
