Nagu mõned inimesedki, võivad tähed olla oma vanuse suhtes salalikud. Üks astronoomide meeskond on hiljuti teinud olulise esimese sammu uue meetodi välja arendamiseks tähe vanuse hindamisel selle pöörlemise kaudu.
“Kuna tähe pöörlemine aeglustub aja jooksul stabiilselt, saab seda kasutada justkui kellana tähe vanuse üle otsustamiseks,” väidab astronoom Søren Meibom Harvard-Smithsoniani Astrofüüsika Keskusest. Meibom esitles oma uurimustöö tulemusi Ameerika Astronoomilise Ühingu 218. kohtumisel Bostonis, Massachusettsis, kirjutab Physicsworld.com.
Täheparv NGC 6811. Pilt: Anthony Ayiomamitis
Kõnekad laigud
Tähe vanuse täpne hindamine on astronoomia põhialuseks. See on eriti oluline tähtede puhul, mille ümber tiirlevad päikesesüsteemi välised planeedid. Meibom ja tema kolleegid töötavad välja viisi tähe vanuse tuletamiseks, kasutades teadmisi selle pöörlemise kohta. Selleks tehakse kindlaks korrelatsioon kolme parameetri – pöörlemise perioodi, tähe vanuse ja massi vahel. “Lõppkokkuvõttes on meil tarvis teada tähtede ja nende planeetide vanust, et hinnata, kas nendes kaugetes maailmades võis areneda maaväline elu,” väidab Meibom. “Mida vanem on planeet, seda kauem on elul olnud aega välja kujuneda. Kuna tähed ja planeedid moodustuvad koos samal ajal, same me tähe vanust teades teada ka tema planeetide vanuse.”
Täheparvedes asuvate tähtede vanust on lihtne määrata, kuna enamus tähti on moodustunud samal ajal. Selleks kaardistavad astronoomid tähtede värvused ja suuruse ning tekkinud mustrit on võimalik kasutada täheparve vanuse hindamiseks. Siiski pole enamik teadaolevaid planeetidega tähti täheparvede osad – nagu ka meie Päike –, mis muudab nende vanuse määramise palju keerukamaks.
Kasutades NASA Kepleri kosmoseteleskoopi “Kepleri täheparvede uurimustöö” osana mõõtsid Meibom ja tema kaastöötajad pöörlemiskiiruse tähtede puhul, mis asuvad miljardi aasta vanuses täheparves nimega NGC 6811. Rotatsioon tehakse kindlaks, otsides väikeseid muutusi tähe heleduses, mida põhjustavad aeg-ajalt Kepleri vaatevälja pöörlevad “laigud” tähe pinnal. Kepler on kavandatud märkama väikeseid muutusi heleduses ning on seega võimeline mõõtma mitmesuguste, sealhulgas vanemate tähtede pöörlemist, millel on arvuliselt ja suuruselt vähem laike ning mis pöörlevad aeglaselt.
Eri vanuses tähtede heleduse ja aja graafikute võrdlus. Pilt: Soren Meibom
Pöörlemisperioodid, mida mõõdeti NGC 6811 täheparves, kujutavad endast tähtsat sammu tähtede rotatsiooni ja vanuse vahelise seose loomisel. Kui see seos on saavutatud, on võimalik iga tähe pöörlemise mõõtmise tulemuste abil tuletada tema vanust, kasutades tehnikat, mida nimetatakse “gürokronoloogiaks”. Selle tehnika puhul kasutatakse tähe pöörlemist kellana. Kell kalibreeritakse teadaolevate vanustega täheparvi kasutades. Kui kell on kalibreeritud, töötab see astronoomilise ajamäärajana.
Leidmaks vanuse ja pöörlemise vahelise suhte täheparves NGC 6811, veetis Meibom oma kolleegidega neli aastat hoolikalt sorteerides täheparves olevaid tähti täheparvega mitteseotud tähtedest, mis paistsid olevat samas asukohas. Seda ettevalmistavat tööd tehti eriliselt kavandatud spektograafi “Hectochelle” abil, mis kõrgub MMT teleskoobil Hopkinsi mäel Lõuna-Arizonas. Spektograaf on võimeline vaatlema samaaegselt 240 tähte, võimaldades uurijatel jälgida kokku ligi 7000 tähte nelja aasta jooksul. Kui täheparvedes olevad tähed olid kindlaks määratud, kasutas meeskond Kepleri andmeid, uurimaks nende pöörlemist.
Astronoomid leidsid pöörlemisperioode vahemikus 1 kuni 11 päeva, võrdluseks Päikese 28-päevase rotatsiooniperioodiga. Tulemustes ilmnes tugev, vähese hajuvusega seos tähe värvuse (tähe massi indikaator) ja pöörlemisperioodi vahel. See viitab asjaolule, et pöörlemise-vanuse suhte võib leida laia masside vahemiku puhul, mitte ainult Päikesele sarnaste tähtede jaoks.
Meeskonna jaoks on järgmiseks sammuks erineva massiga tähtede rotatsiooniperioodide mõõtmine ka vanemates teadaolevate vanustega täheparvedes, kindlustamaks, et kell on täpselt kalibreeritud ka vanemate tähtede vanuse määramiseks. Nende mõõtmiste läbiviimine saab olema keerukam, kuna vanematel tähtedel on vähemaarvulised ja väiksemad laigud, mistõttu muutused heleduses on veelgi väiksemad ning harvemad (vaata joonist ülal).
“Käesolev töö on hüpe meie arusaamises Päikese sarnaste tähtede toimimisest. Sel võib olla ka tähtis mõju meie päikesesüsteemi väliste planeetide mõistmisele,” väidab Meibom.
Teadusartikkel: “The Kepler Cluster Study: Stellar Rotation in NGC 6811“
Leave a Reply