Astronomer afslører nærliggende stjerner, der er blandt de ældste i vores galakse

Astronomer har opdaget nogle af de ældste stjerner i vores Mælkevejsgalakse ved at bestemme deres placeringer og hastigheder, ifølge en undersøgelse ledet af forskere ved Georgia State University.

Ligesom mennesker, stjerner har en levetid:fødsel, ungdom, voksenalderen, senior og død. Denne undersøgelse fokuserede på gamle eller "ældre" stjerner, også kendt som seje underdværge, der er meget ældre og køligere i temperatur end solen.

Mælkevejen er næsten 14 milliarder år gammel, og dens ældste stjerner udviklede sig i det tidlige stadie af galaksens dannelse, gør dem omkring seks til ni milliarder år gamle. De findes i haloen, en nogenlunde sfærisk komponent i galaksen, der først dannede sig, hvor gamle stjerner bevæger sig i baner, der er meget aflange og skråtstillede. Yngre stjerner i Mælkevejen roterer sammen langs galaksens skive i nogenlunde cirkulære kredsløb, meget gerne heste på en merry-go-round.

I dette studie, udgivet i november 2017 -udgaven af Det astronomiske tidsskrift , astronomer gennemførte en optælling af vores solområde for at identificere, hvor mange unge, voksne og gamle stjerner er til stede. De målrettede stjerner ud til en afstand af 200 lysår, som er relativt nær i betragtning af galaksen er mere end 100, 000 lysår på tværs. Et lysår er, hvor langt lys kan rejse på et år. Dette er længere end den traditionelle horisont for det område af rummet, der omtales som "solkvarteret, "som er omkring 80 lysår i radius.

"Grunden til, at min horisont er fjernere, er, at der ikke er mange ældre borgere (gamle stjerner) i vores solcellekvarter, " sagde Dr. Wei-Chun Jao, hovedforfatter af undersøgelsen og forsker ved Institut for Fysik og Astronomi i Georgia State. "Der er masser af voksne stjerner i vores solkvarter, men der er ikke mange ældre borgere, så vi er nødt til at nå længere væk i galaksen for at finde dem."

Astronomerne observerede først stjernerne i mange år med det 0,9 meter lange teleskop ved USA's Cerro Tololo Inter-American Observatory ved foden af ​​de chilenske Andesbjerge. De brugte en teknik kaldet astrometri til at måle stjernernes positioner og var i stand til at bestemme stjernernes bevægelser hen over himlen, deres afstande, og om hver stjerne havde en skjult ledsager, der kredsede om den.

Holdets arbejde øgede den kendte bestand af gamle stjerner i vores solkvarter med 25 procent. Blandt de nye underdværge, forskerne opdagede to gamle binære stjerner, selvom ældre stjerner typisk viser sig at være alene, frem for i par.

"Jeg identificerede to nye mulige dobbeltstjerner, kaldet binære, "Jao sagde." Det er sjældent, at ældre borgere har ledsagere. Gamle mennesker har en tendens til at leve for sig selv. Jeg brugte derefter NASAs Hubble-rumteleskop til at detektere begge stjerner i en af ​​binærerne og målte adskillelsen mellem dem, som vil give os mulighed for at måle deres masser."

Jao skitserede også to metoder til at identificere disse sjældne gamle stjerner. En metode bruger stjerners placering på et grundlæggende kort over stjernernes astronomi kendt som Hertzsprung-Russell (H-R) diagrammet. Dette er en klassisk teknik, der placerer de gamle stjerner under sekvensen af ​​dværgstjerner såsom solen på HR-diagrammet, deraf navnet "underdværge".

Forfatterne kiggede derefter omhyggeligt på et særligt kendetegn ved kendte dværgstjerner - hvor hurtigt de bevæger sig hen over himlen.

"Hver stjerne bevæger sig hen over himlen, " sagde Jao. "De holder sig ikke stille. De bevæger sig i tre dimensioner, med et par stjerner, der bevæger sig direkte mod eller væk fra os, men de fleste bevæger sig tangentielt hen over himlen. I min forskning, Jeg har fundet ud af, at hvis en stjerne har en tangentiel hastighed hurtigere end 200 kilometer i sekundet, den skal være gammel. Så, baseret på deres bevægelser i vores galakse, Jeg kan vurdere, om en stjerne er en gammel dværg eller ej. Generelt, jo ældre en stjerne er, jo hurtigere bevæger den sig."

De anvendte den tangentielle hastighedsafskæring og sammenlignede stjerner i subdværgområdet i H-R-diagrammet med andre eksisterende stjernedatabaser for at identificere yderligere 29 tidligere uidentificerede gamle stjernekandidater.

I 2018, resultater fra Den Europæiske Rumorganisations Gaia-mission, som måler nøjagtige positioner og afstande for millioner af stjerner i Mælkevejen, vil gøre det lettere at finde ældre stjerner for astronomer. At bestemme stjernernes afstand er nu meget arbejdskrævende og kræver meget teleskoptid og tålmodighed. Fordi Gaia -missionen vil give en meget større stikprøvestørrelse, Jao siger, at den begrænsede prøve af underdværge vil vokse, og den sjældneste af disse sjældne stjerner - binære subdwarfs - vil blive afsløret.

At finde gamle stjerner kan også føre til opdagelsen af ​​nye planeter, sagde Jao.

”Måske kan vi finde nogle gamle civilisationer omkring disse gamle stjerner, " sagde Jao. "Måske har disse stjerner nogle planeter omkring sig, som vi ikke kender til."