Stáří patří vedle hmotnosti mezi základní charakteristiky hvězd, proto je jeho určení pro astronomy velmi důležitá. „Například znalost stáří hvězd s planetárními systémy je nezbytná pro to, abychom pochopili, jak se tyto soustavy mění v čase,“ říká autor objevu Sydney Barnes.
Osamělé hvězdy nechtějí prozradit své stáří
Určit věk hvězd tvořících hvězdokupy není zas až takový problém. Všechny vznikly najednou, těžší hvězdy se vyvíjejí a umírají rychleji než hvězdy o nižších hmotnostech a z toho lze poměrně snadno odvodit, jak stará je celá hvězdokupa.
U osamělých hvězd se ale mohou vyskytnout potíže. Pokud známe vzdálenost hvězdy, máme situaci usnadněnu, pak lze její věk odhadnout na základě její barvy a jasnosti. Ovšem měření vzdáleností v kosmu bývají zatížena značnými chybami, často až 50 %.
Gyrochronologie
Jak z toho tedy ven? S elegantním řešením přišel Sydney Barnes z Lowellovy observatoře v arizonském Flagstaffu. Jeho nová metoda, tzv. gyrochronologie, vychází z předpokladu,
že rotační perioda hvězd s časem plynule klesá a je přesnou funkcí stáří a barvy hvězdy. (Hvězdy rotují od „narození“, ovšem emisí částic a zářením neustále ztrácejí svou rotační energii.)
„Když znáte vztah mezi třemi veličinami, pak po změření dvou z nich můžete tu třetí vypočítat,“ tvrdí Barnes a pokračuje: „vztah mezi věkem, barvou a rotační periodou má konkrétní a užitečné matematické vlastnosti, které zjednodušují analýzu a umožňují snadný výpočet nejistot.“
Při svém bádání Barnes vyšel z našich velmi dobrých znalostí nám nejblizší hvězdy, tedy Slunce (stáří 4,6 miliard let, rotační doba 26 dní). Tak získal základní podobu rovnice, kterou ještě dále upřesnil tím, že do svých výpočtů zahrnul hvězdy, u kterých známe jejich rotaci a barvu.
|
Jak změřit rotaci hvězd? Rychlost rotace hvězdy lze získat například z jejího světelného spektra, díky její rotaci se na výsledném obraze vytváří drobné čmouhy. Anebo existuje ještě druhá možnost – podobně jako Slunce mají hvězdy na svém povrchu světlé a tmavé skvrny. Otáčením vzniká na obraze pravidelně se opakující vzorek, ze kterého je možné odvodit, jak rychle hvězda rotuje. |
Nepřesnost jen 15 %
Takto vypočtěné hodnoty stáří hvězd porovnal s výsledky, které byly získány klasickými postupy určování stáří hvězd (izochronní a chromosférická metoda). Z tohoto srovnání vychází jeho metoda vítězně, Barnes uvádí nepřesnosti maximálně 15 p%, zatímco u stávajících metod se pohybuje v rozmezí 50 – 100%, což může v konkrétním případě představovat až několik miliard let.
Astronomická obec zatím ohledně nového objevu zastává zdrženlivý postoj. Například Marc Pinsonneault, astronom Ohijské státní univerzity, na serveru časopisu New Scientist sice připouští, že nově objevená metoda by mohla být velmi užitečná, ale současně upozorňuje na možné komplikace. Hvězdy totiž při svém zrození nemají stejné rotační rychlosti, proto podle něj gyrochronologie není vhodná pro mladé hvězdy.
Barnes je ale, zdá se, na kritiku dobře připraven, sám přiznává, že gyrochronologie dává spolehlivé výsledky především u hvězd hlavní posloupnosti, mezi které patří mimojiné i naše Slunce. Uvedenému problému se hodlá dále věnovat a pracovat na rozšíření i na hvězdy mimo hlavní posloupnost.
|
Hlavní posloupnost Hlavní posloupnost je úzká oblast Hertzsprung-Russellova diagramu, ve které se nachází většina hvězd. Hertzsprungův-Russellův diagram patří mezi základní astronomické pomůcky, vyjadřuje průběh závislosti absolutní hvězdné velikosti (resp. zářivého výkonu) hvězd na jejich teplotě (resp. spektrální třídě). |
Zdroj:
www.lowell.edu, www.newscientist.com, cs.wikipedia.org
