Kako su astronomi pomoću pulsacija i orbite otkrili starost jedne od najstarijih zvijezda

Astronomi su prvi put potvrdili da dvije neovisne metode mogu dati gotovo identičnu procjenu mase drevne zvijezde – što omogućuje precizno određivanje njezine starosti i otvara vrata dubljem razumijevanju povijesti naše galaksije.

Tim međunarodnih znanstvenika, uključujući astronome sa Sveučilišta Keele, kombinirao je orbitalne podatke i analizu zvjezdanih pulsacija kako bi ispitao crvenog diva u binarnom sustavu KIC 10001167. Rezultati su pokazali podudarnost unutar svega 1,4% između dviju metoda, što im je omogućilo izračun starosti zvijezde s preciznošću od 10%.

Prva provjera dviju tehnika na istoj drevnoj zvijezdi

U središtu istraživanja nalazi se crveni div — masivna i stara zvijezda u završnoj fazi života — čija je masa procijenjena pomoću dvije posve različite metode: analizom gibanja zvijezde i njezina pratitelja u binarnom sustavu, te proučavanjem njezinih unutarnjih oscilacija kroz tehniku astroseizmologije.

“Prvi put možemo reći da masa izmjerena iz pulsacija stare zvijezde odgovara masi određene iz njezine orbite, s razlikom manjom od jednog posto,” izjavio je Jeppe Sinkbæk Thomsen, voditelj studije i doktorand na Sveučilištu u Bologni. Dio analize proveo je tijekom istraživačkog boravka na Keeleu.

Klasična orbitalna mehanika, koja potječe još iz vremena Keplera i Newtona, omogućila je precizno određivanje mase na temelju gibanja u binarnom paru. Usporedbom s astroseizmičkom analizom — koja se oslanja na promjene u svjetlini uzrokovane unutarnjim vibracijama zvijezde — znanstvenici su dobili dvije gotovo identične vrijednosti.

Ključ za razumijevanje evolucije Mliječne staze

Točnost u procjeni mase zvijezda izravno utječe na mogućnost određivanja njihove starosti, a stari crveni divovi ključni su za rekonstrukciju ranih faza galaktičkog razvoja. Ovim radom potvrđena je pouzdanost astroseizmologije kao alata za datiranje tisuća starih zvijezda u Mliječnoj stazi.

“Ovo otkriće predstavlja važan korak naprijed u našoj sposobnosti da pomoću drevnih zvijezda rekonstruiramo povijest naše galaksije,” stoji u objavi tima u časopisu Astronomy & Astrophysics.

Asteroseizmologija je već neko vrijeme u uporabi, ali bez direktne potvrde o njenoj točnosti na ovako starim objektima. Ovo je prva situacija u kojoj je izmjerena masa jedne takve zvijezde pomoću dviju neovisnih metoda, i gdje su rezultati do te mjere usklađeni.

Provjera znanstvene metode u svemiru

“Znanost je naš opis stvarnosti, a astrofizika je opis svemira,” rekao je suautor dr. John Southworth, viši predavač astrofizike na Sveučilištu Keele. “Uspoređivanje različitih metoda i provjera njihove suglasnosti temelj je znanstvene metode i ključno za razumijevanje zvijezda, svemira kojem pripadaju i planeta koji ih okružuju.”

Otkrivanje masa i starosti tisuća sličnih zvijezda, pomoću pouzdanih metoda, znanstvenicima omogućuje da sastave kronološku kartu formacije Mliječne staze — pružajući uvid u to kada i kako su različiti dijelovi galaksije nastali i razvijali se kroz milijarde godina.

Rezultati ove studije dodatno potvrđuju važnost višestrukih pristupa u astronomiji te pokazuju koliko su precizne metode moderne astrofizike postale u razumijevanju najstarijih objekata u našem svemiru.