Co ginące gwiazdy mówią nam o wszechświecie?

Astronomowie zamierzają poszukiwać w innych galaktykach gwiazd podobnych do Słońca, ale zbliżających się do kresu swojego istnienia. W ten sposób będą w stanie określać odległość oddzielającą nas od tych obiektów. Taka metoda była już wykorzystywana wcześniej, ale tym razem doszło do jej usprawnienia.

Celem jest określenie odległości wybranych obiektów, co z kolei umożliwi wyznaczenie rozmiarów i wieku wszechświata. W przypadku niezwykle odległych gwiazd kluczową rolę odgrywa tzw. przesunięcie ku czerwieni, jednak wysiłki zdadzą się na nic, jeśli badacze nie ustalą wcześniej, jak bardzo oddalone są stosunkowo bliskie galaktyki. Pisząc bliskie, mamy na myśli te, które znajdują się do kilkuset milionów lat świetlnych od naszej planety.

Czytaj też: Tak wygląda NGC 1385, galaktyka spiralna oddalona o 68 milionów lat świetlnych

Innymi słowy, określanie wieku i rozmiarów wszechświata to wieloetapowy proces, który trzeba przeprowadzić od początku, nie omijając ani jednego „schodka”. Oczywiście astronomowie już od lat mają pewne sposoby na szacowanie odległości oddzielających nas od wybranych obiektów. Nie oznacza to jednak, iż nie można ich usprawnić bądź stworzyć nowych, potencjalnie przełomowych.

Przejdźmy jednak do założeń wspomnianej metody. Kiedy gwiazdy podobne do Słońca umierają, stają się czerwonymi olbrzymami, w międzyczasie emitując tzw. wiatr gwiazdowy. Z czasem zewnętrzne warstwy tych obiektów zostają zrzucone, co odsłania ich jądra, zwane białymi karłami. Te emitują światło ultrafioletowe, które rozświetla otaczający gaz – mamy wtedy do czynienia z mgławicą planetarną.

Szczególne zainteresowanie astronomów wzbudzają w tym przypadku gwiazdy podobne do Słońca

I choć mgławice mogą mieć różną jasność, to szacuje się, że górna granica tej wartości jest około 640 razy większa od jasności Słońca. Obserwując kilka mgławic planetarnych w danej galaktyce, astronomowie są w stanie określić ich jasność, a następnie wyznaczyć na tej podstawie odległość od Ziemi. Niestety, mgławice planetarne wydają się dość ciemne – nawet te wchodzące w skład pobliskich galaktyk. Już w odległości około 35 mln lat świetlnych pojawiając się pierwsze problemy, a przy 65 mln lat świetlnych ograniczenia okazują się poważne.

Jako że rozświetlony gaz, w zależności od składu, może obejmować różne długości fali, to naukowcy mogą na tej podstawie dowiedzieć się, jakie pierwiastki tworzą daną mgławicę. W ten sposób astronomowie odróżniają mgławice składające się np. z tlenu od tych, które zawierają głównie wodór. Naukowcy postanowili „oczyścić” wykonywane obrazy, dzięki czemu wyeliminowali wszelkie obiekty zakłócające obserwacje. Używając teleskopu VLT, z zamontowanym instrumentem MUSE, badacze przyjrzeli się dziesiątkom mgławic w pobliskich galaktykach.

Czytaj też: Obiekty międzygwiezdne w Układzie Słonecznym mogą być niezwykle powszechne

Jakie były efekty? Wystarczy wspomnieć, że prowadzone w przeszłości obserwacje galaktyki NGC 474 doprowadziły do znalezienia 8 mgławic planetarnych wchodzących w jej skład. Z użyciem nowej metody udało się niemal podwoić tę liczbę, katalogując łącznie 15 mgławic. Jakby tego było mało, pomiary ich jasności były znacznie dokładniejsze. Naukowcy szacują, iż dopracowana przez nich metoda mogłaby zapewniać skuteczne pomiary nawet w odległości 130 milionów lat świetlnych.