Μπορεί η εξελισσόμενη τεχνολογία των τηλεσκοπίων να μας επιτρέπει να κοιτάξουμε πέρα από το ηλιακό μας σύστημα και να δούμε μακρινούς πλανήτες, μαύρες τρύπες, ακόμη και μερικούς από τους παλαιότερους γαλαξίες που υπάρχουν, ωστόσο οι αστρονόμοι εξακολουθούν να δυσκολεύονται στο να προσδιορίσουν πόσο ετών είναι ένα αστέρι.
Έχουν παρατηρήσει χιλιάδες αστέρια, όλων των διαφορετικών τύπων, τόσο στον γαλαξία μας όσο και πέρα από αυτόν, συχνά μπορούν να πουν πόσο μεγάλο είναι ένα αστέρι, πόσο έντονα λάμπει και από τι αποτελείται. Ωστόσο, υπάρχει μια πτυχή των άστρων που εξακολουθεί να είναι εκπληκτικά δύσκολο να προσδιοριστεί: πόσο ετών είναι ένα συγκεκριμένο άστρο.
Ο βασικός κύκλος ζωής των άστρων
Ο κύκλος ζωής των άστρων είναι κατανοητός στους αστρονόμους. Στο ξεκίνημά τους διακρίνονται για τη φωτεινή αλλά χαοτική τους φάση, και στη συνέχεια αφού περάσουν στην επόμενη ήπια φάση καταλήγουν - γνωστά και ως αστέρια κύριας ακολουθίας, όπως ο ήλιος μας. Όταν τελικά ξεμείνουν από ενέργεια, μπορούν να «φουσκώσουν» και να γίνουν αμυδρά και ψυχρά, πριν τελικά καταρρεύσουν σε έναν πυρήνα.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια αυτής της μακράς περιόδου ωριμότητας, όταν το άστρο βρίσκεται στη μέση ηλικία του, είναι δύσκολο να πούμε πόσο χρονών είναι. Τα αστέρια τείνουν να είναι σταθερά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οπότε δεν υπάρχουν πολλές εμφανείς διαφορές μεταξύ των άστρων που έχουν ηλικία 1 δισεκατομμυρίου ετών και εκείνων που έχουν ηλικία 10 δισεκατομμυρίων ετών ή ακόμη και μεγαλύτερη. Αυτό που γνωρίζουν οι αστρονόμοι είναι ότι τα αστέρια μεγαλύτερης μάζας τείνουν να καίνε το υλικό τους πιο γρήγορα, οπότε έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής.
Πηγή: Shutterstock
Το σχέδιο των αστρονόμων
Το να κοιτάξεις ένα συγκεκριμένο αστέρι στον ουρανό και να υπολογίσεις στη συνέχεια την ηλικία του παραμένει μια πρόκληση. Αλλά οι αστρονόμοι έχουν ένα σχέδιο για να το υπολογίσουν.
Ένας πιθανός τρόπος για να προσδιορίσουμε την ηλικία ενός άστρου είναι να εξετάσουμε την ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται. Όταν τα αστέρια γεννιούνται, περιστρέφονται πολύ γρήγορα, αλλά με την πάροδο του χρόνου επιβραδύνονται. Αυτό συμβαίνει επειδή το άστρο εκπέμπει φορτισμένα σωματίδια, που ονομάζονται αστρικοί άνεμοι, τα οποία αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο. Καθώς αυτά τα δύο αλληλεπιδρούν, αναγκάζουν το αστέρι να επιβραδύνει σταδιακά την περιστροφή του σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται «μαγνητικό φρενάρισμα».
Το συμπέρασμα όμως προβληματίζει τους επιστήμονες, καθώς ένα αστέρι που περιστρέφεται πολύ γρήγορα έχει ισχυρό μαγνητικό πεδίο και θα επιβραδύνει γρηγορότερα. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου τα αστέρια τείνουν να ακολουθούν μια παρόμοια εξέλιξη, οπότε όταν ένα αστέρι είναι ενός δισεκατομμυρίου ετών, θα περιστρέφεται με τον ίδιο περίπου ρυθμό με άλλα αστέρια παρόμοιας μάζας και παρόμοιας ηλικίας.
Αυτό σημαίνει ότι αν οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν τόσο την ταχύτητα περιστροφής όσο και τη μάζα ενός άστρου, και άρα μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία του. Για να μετρήσουν την περιστροφή, εξετάζουν τις «βυθίσεις» στη φωτεινότητα που προκαλούνται από ψυχρότερες περιοχές σε ένα άστρο που ονομάζονται αστρικές κηλίδες (όπως οι ηλιακές κηλίδες στον ήλιο μας).
Επιστήμονες, όπως ο Ζαχαρί Κλέιτορ από το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, εργάζονται πάνω σε ένα πρόγραμμα για τον προσδιορισμό του χρόνου περιστροφής ενός άστρου χρησιμοποιώντας Τεχνητή Νοημοσύνη. Αρχικά, έπρεπε να εκπαιδεύσουν ένα νευρωνικό δίκτυο σε προσομοιωμένα δεδομένα, ώστε να μπορεί να αναλύει πραγματικά δεδομένα στο μέλλον.
«Αυτό το πρόγραμμα επιτρέπει στον χρήστη να ορίσει έναν αριθμό μεταβλητών, όπως ο ρυθμός περιστροφής του άστρου, ο αριθμός των κηλίδων και η διάρκεια ζωής των κηλίδων», εξήγησε ο Κλέιτορ. «Στη συνέχεια, θα υπολογίσει πώς οι κηλίδες εμφανίζονται, εξελίσσονται και αποσυντίθενται καθώς το άστρο περιστρέφεται και θα μετατρέψει αυτή την εξέλιξη των κηλίδων σε καμπύλη φωτός - αυτό που θα μετρήσουμε από απόσταση».
Για να μετρήσουν τις πραγματικές περιστροφές των άστρων, οι επιστήμονες θα χρειαστούν ένα ισχυρό όργανο. Και αυτό ακριβώς θέλουν να κάνουν οι αστρονόμοι με ένα νέο τηλεσκόπιο που θα εκτοξευθεί το 2027, το Nancy Grace Roman Space Telescope (γνωστό ως Roman).
