W jaki sposób oblicza się wiek gwiazd?

Na niebie nawet gołym okiem jesteśmy w stanie zobaczyć setki gwiazd. Używając teleskopów można ich dostrzec znacznie więcej, ale nie wyjaśnia to, w jaki sposób naukowcy dowiadują się, ile lat mają obserwowane przez nich obiekty.

Jeszcze w latach 70. ubiegłego wiek zakładano, że gwiazdy wchodzące w skład młodszych gromad obracają się w szybszym tempie niż ma to miejsce w przypadku obiektów tworzących starsze gromady. W 1972 roku astronom Andrew Skumanich wykorzystał tego typu zależności do stworzenia prostego równania umożliwiającego oszacowanie wieku gwiazdy: tempo obrotu = (wiek) -½.

Czytaj też: Gwiazdy neutronowe mają „góry”. Aż trudno uwierzyć, jaka jest ich wysokość

Jak nietrudno się domyślić, zaproponowana przez Skumanicha metoda nie przetrwała próby czasu. Bo choć sprawdziła się ona w przypadku gwiazd młodszych od Słońca, to przy starszych pojawiało się wiele niespójności. Wynika to z faktu, iż część tych obiektów nie zwalnia tempa swojej rotacji wraz z wiekiem i obracają się z podobną prędkością przez resztę życia.

Warto w tym miejscu wspomnieć o słynnej Betelgezie, czerwonym nadolbrzymie oddalonym o około 600-700 lat świetlnych od Ziemi. Zrobiło się o nim szczególnie głośno w 2019 roku, kiedy to gwiazda przykuła uwagę astronomów. Zauważyli oni bowiem zaskakujące zmiany w jasności Betelgezy i nie byli pewni, co za nie odpowiada. Sądzili nawet, że czerwony nadolbrzym może zmierzać ku końcowi swojego istnienia – sugerowałoby to, że wahania jasności stanowią wstęp do potężnej eksplozji w formie supernowej. Z czasem wyszło jednak na jaw, iż za zmianami najprawdopodobniej stały pył i gaz otaczające gwiazdę.

Wiek gwiazd można ocenić między innymi na podstawie ich migotania oraz tempa rotacji

Co jeszcze może być przydatne w kontekście określania wieku gwiazd? Ich migotanie. Astronomowie skupiają się wtedy na zmianach jasności, ponieważ dostarczają one wskazówek na temat procesów zachodzących pod powierzchnią. Wprowadzają zebrane dane do modeli i symulują przebieg tych zjawisk. Na tej podstawie mogą ocenić, jaki jest przybliżony wiek gwiazdy. Potrzeba do tego rzecz jasna ogromnych ilości informacji – może ich dostarczyć między innymi Kosmiczny Teleskop Keplera.

Czytaj też: Różnokolorowa gromada gwiazd wygląda niczym kosmiczny obraz

Nowsze instrumenty, takie jak CHEOPS oraz TESS, również obserwują niebo, a dzięki coraz większym obszarom obejmowanym zasięgiem tych teleskopów astronomowie natrafiają na kolejne gwiazdy. Śledzenie ich zachowania może pewnego dnia wyjaśnić, jak przebiega ewolucja tych obiektów „od A do Z”. O tym, jak trudne jest to zadanie, niech świadczy fakt, że w pewnym momencie naukowcy nie mieli pewności, czy nasze Słońce faktycznie ma ok. 4,6 mld lat, tak jak sądzono. Gwiazda ta wydaje się bowiem odbiegać swoim zachowaniem od swoich pobratymców „w średnim wieku”.