Ένα γαλαξιακό απολίθωμα: άστρο βρέθηκε να είναι ηλικίας 13,2 δισεκατομμυρίων ετών

Πηγή: European Southern Observatory (ESO), 10 Μαΐου 2007

Πόσο παλαιά είναι τα παλαιότερα άστρα; Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO , οι αστρονόμοι μέτρησαν πρόσφατα την ηλικία ενός άστρου στο Γαλαξία μας. Το άστρο, ένα πραγματικό απολίθωμα φτωχό σε μέταλλα, βρέθηκε να είναι ηλικίας 13,2 δισεκατομμυρίων ετών, όχι πολύ μακριά από τα 13,7 δισεκατομμύρια έτη που η ηλικία του σύμπαντος. Το άστρο, 1523-0901, γεννήθηκε σαφώς στην αυγή του χρόνου.

"Είναι εκπληκτικά δύσκολο να βρεθεί η ηλικία ενός άστρου", εξηγεί η Anna Frebel επικεφαλής συντάκτης της ανακοίνωσης που εκθέτει τα αποτελέσματα. "Αυτή η εργασία απαιτεί μεγάλη ακρίβεια στην μέτρηση της ποσότητας του ραδιενεργού θορίου ή του ουράνιου, ένας άθλος που μόνο τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια, όπως είναι το VLT του ESO μπορούν να επιτύχουν."

Βέβαια το ουράνιο, με χρόνο υποδιπλασιασμού 4.5 δισ. έτη, είναι καλύτερο ρολόι από το θόριο που έχει χρόνο ημιζωής 14 δισ. έτη, ο οποίος είναι μεγαλύτερος από την ηλικία του σύμπαντος.

Ο Γαλαξίας μας

Αυτή η τεχνική είναι ανάλογη με αυτήν του άνθρακα-14 που είναι η πιο επιτυχημένη μέθοδος χρονολόγησης στην αρχαιολογία για περιόδους μέχρι μερικές δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Στην αστρονομία, εντούτοις, αυτή η τεχνική πρέπει προφανώς να εφαρμοστεί σε τεράστια χρονικά διαστήματα.

Όμως, για να δουλέψει αυτή η μέθοδος σωστά είναι κρίσιμη και η σωστή επιλογή του ραδιενεργού ισοτόπου. Αντίθετα από τα άλλα σταθερά στοιχεία που σχηματίστηκαν συγχρόνως, η ποσότητα ενός ραδιενεργού (ασταθούς) ισοτόπου μειώνεται όλη την ώρα. Όσο γρηγορότερη είναι η αποσύνθεση του ισοτόπου, τόσο λιγότερο ραδιενεργό ισότοπο θα απομείνει μετά από έναν ορισμένο χρόνο, και τόσο μεγαλύτερη θα είναι η διαφορά στις ποσότητες, όταν συγκρίνεται αυτή με ένα σταθερό ισότοπο και τόσο πιο ακριβής είναι η προκύπτουσα ηλικία.

Επιπλέον, για για να είναι χρήσιμο το κοσμικό ρολόι, το ραδιενεργό στοιχείο δεν πρέπει να διασπάται πάρα πολύ γρήγορα - πρέπει ακόμα να υπάρχει αρκετή ποσότητα που να έχει μείνει αδιάσπαστη, κάτι που θα επιτρέψει στους αστρονόμους να κάνουν μια ακριβή μέτρηση, ακόμα και μετά από αρκετά δισεκατομμύρια έτη.

"Οι πραγματικές μετρήσεις της ηλικίας είναι περιορισμένες στα πολύ σπάνια αντικείμενα, που περιέχουν τεράστια ποσά ραδιενεργού θορίου ή ουράνιου", λέει ο Norbert Christlieb, συνεργάτης της Anna Frebel.

Μεγάλα ποσά αυτών των στοιχείων έχουν βρεθεί στο άστρο HE 1523-0901, ένα παλαιό, σχετικά φωτεινό άστρο που ανακαλύφθηκε σε μια έρευνα του ESO. Το άστρο αυτό παρατηρήθηκε έπειτα με το το φασματογράφο UVES στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) για συνολικά 7,5 ώρες.

Λήφθηκε δε ένα υψηλής ποιότητας φάσμα που δεν θα μπορούσε ποτέ να επιτευχθεί χωρίς το Kueyen, ένα από τα μεμονωμένα τηλεσκόπια του VLT των 8.2m, και την εξαιρετικά καλή ευαισθησία του UVES στην υπεριώδη φασματική περιοχή, όπου παρατηρούνται τα στοιχεία.

Για πρώτη φορά, η χρονολόγηση περιέλαβε και τα δύο πιο πάνω ραδιενεργά στοιχεία σε συνδυασμό με άλλα τρία στοιχεία: το ευρώπιο, το όσμιο και το ιρίδιο.

"Μέχρι τώρα, δεν ήταν δυνατό να χρονολογήσουμε ένα άστρο με πάνω από ένα στοιχείο. Τώρα, εντούτοις, έχουμε κατορθώσει να κάνουμε έξι μετρήσεις σε αυτό το άστρο", λέει η Frebel.

Από τότε που το άστρο γεννήθηκε, αυτά τα "ρολόγια" λειτουργούσαν για αιώνες απρόσβλητα από την ταραχώδη ιστορία του Γαλαξία. Και τώρα δείχνουν ότι έχουν περάσει 13,2 δισεκατομμύρια χρόνια. Φυσικά αυτό το άστρο λόγω της ηλικίας του έχει και ένα άλλο πλεονέκτημα: Είναι το καλύτερο κοσμικό 'εργαστήριο' για να δοκιμάσουμε τη θεωρία της δημιουργίας των βαρέων στοιχείων ή τη νουκλεοσύνθεση.

Ως γνωστόν το σύμπαν είναι 13,7 δισεκατομμυρίων ετών, και σαφώς αυτό το άστρο σχηματίστηκε πολύ νωρίς στη ζωή του Γαλαξία μας, ο οποίος πρέπει επίσης να σχηματίστηκε πολύ σύντομα μετά από το Big Bang.