Billedkredit: Hubble
Takket være Hubble-rumteleskopet bruger astronomer gamle stjerner på Mælkevejen til at komme med et uafhængigt skøn over universets alder. Under denne nye metode målrettede astronomerne antikke hvide dværgstjerner, der køler ned med en meget forudsigelig hastighed. Disse stjerner blev dannet nær universets begyndelse, og astronomerne kunne estimere, at de er mellem 12-13 milliarder år gamle. Tæt på.
Ved at skubbe grænserne for sin magtfulde vision har NASAs Hubble-rumteleskop afsløret de ældste udbrændte stjerner i vores Melkevejsgalakse. Disse ekstremt gamle, svage ”urværksstjerner” giver en helt uafhængig læsning af universets alder uden at stole på målinger af universets udvidelse.
De gamle hvide dværgstjerner, som det ses af Hubble, viser sig at være 12 til 13 milliarder år gamle. Fordi tidligere Hubble-observationer viser, at de første stjerner dannede mindre end 1 milliard år efter universets fødsel i big bang, er det at finde de ældste stjerner astronomer godt inden for rækkevidde af at beregne universets absolutte alder.
Selvom tidligere Hubble-forskning sætter universets alder til 13 til 14 milliarder år baseret på hastigheden for udvidelse af rummet, er universets fødselsdag så grundlæggende og dybtgående, at astronomer længe har søgt andre aldersdatingteknikker til at krydse af deres konklusioner. "Denne nye observationskortslutning kommer til aldersspørgsmålet og tilbyder en helt uafhængig måde at fastlægge den værdi på," siger Harvey Richer fra University of British Columbia, Canada.
De nye aldersdatingobservationer blev udført af Richer og kolleger ved at bruge Hubble til at gå på jagt efter undvigende gamle stjerner skjult inde i en kugleformet stjerne klynge beliggende 5.600 lysår væk i stjernebilledet Scorpius. Resultaterne offentliggøres i Astrophysical Journal Letters.
Konceptuelt er den nye aldersdatingobservation lige så elegant som at estimere, hvor længe siden et lejrbål brændte ved at måle temperaturen i de ulmende kul. For Hubble er "kullerne" hvide dværgstjerner, de udbrændte rester af de tidligste stjerner, der dannede sig i vores galakse.
Varme, tætte kugler af kulstof “aske”, der er efterladt af den langdøde stjernes atomovn, hvide dværge køler ned med en forudsigelig hastighed? jo ældre dværgen er, jo køligere er den, hvilket gør det til et perfekt “ur”, der har tikket i næsten så længe som universet har eksisteret.
Denne tilgang er blevet anerkendt som mere pålidelig end aldersdating af de ældste stjerner, der stadig brænder af nuklear fusion, som er afhængige af komplekse modeller og beregninger om, hvordan en stjerne forbrænder sit nukleare brændstof og alder. Hvide dværge er lettere at aldersdato, fordi de simpelthen køler ned, men tricket har altid været at finde de svageste og dermed længstkørende "ure".
Når hvide dværge køler, bliver de svagere, og dette krævede, at Hubble tog mange øjebliksbilleder af den gamle kugleformede stjerneklynge M4. Observationerne beløb sig til næsten otte dages eksponeringstid over en 67-dages periode. Dette gjorde det muligt for endnu svagere dværge at blive synlige, indtil de endelig er de fedeste? og ældste? dværge blev set. Disse stjerner er så svage (i 30. størrelsesorden? Hvilket er betydeligt svagere end oprindeligt forventet for ethvert Hubble-teleskopbillede med de originale kameraer), de er mindre end en milliardedel af den tilsyneladende lysstyrke af de svageste stjerner, der kan ses med det blotte øje .
Globulære klynger er de første pionerbosættere på Mælkevejen. Mange samles sammen for at opbygge navet i vores galakse og dannede milliarder af år før udseendet af Mælkevejens storslåede pinhjulskive (som yderligere bekræftet af Richers observationer). I dag overlever 150 kugleformede klynger i den galaktiske glorie. Den kugleformede klynge M4 blev valgt, fordi den er den nærmeste til Jorden, så de iboende svageste hvide dverge er stadig tilsyneladende lyse nok til at blive plukket ud af Hubble.
I 1928 fik Edwin Hubbles målinger af galakser ham til at indse, at universet var ensartet ekspanderende, hvilket betød, at universet havde en endelig alder, der kunne estimeres ved matematisk "at køre ekspansionen bagud." Edwin Hubble skønnede først, at universet kun var 2 milliarder år gammelt. Usikkerheder om den rigtige ekspansionskurs førte til en livlig debat i slutningen af 1970'erne med estimater fra 8 til 18 milliarder år. Estimater af aldrene for de ældste normale "hovedsekvens" -stjerner var i strid med den lavere værdi, da stjerner ikke kunne være ældre end selve universet.
I 1997 brød Hubble-astronomer denne forbandelse ved triumferende at meddele en pålidelig alder for universet, beregnet ud fra en meget præcis måling af ekspansionshastigheden. Billedet blev snart mere kompliceret, da astronomer, der brugte Hubble og jordbaserede observatorier, opdagede, at universet ikke ekspanderede med en konstant hastighed, men accelererede på grund af en ukendt frastødende kraft kaldet ”mørk energi”. Når mørk energi indgår i universets ekspansionshistorie, ankommer astronomer i en alder for universet på 13-14 milliarder år. Denne tidsalder er nu uafhængigt verificeret af aldringerne af de hvide dværge “urværket” målt ved Hubble.
Originalkilde: Hubble News Release
