Hur gamla är var och en av stjärnorna i vår ungefär 13 miljarder år gamla galax? En ny teknik för att förstå Vintergatans stjärnbildande historia i oöverträffad detalj gör det möjligt att bestämma stjärnornas åldrar minst två gånger mer exakt än konventionella metoder, Embry-Riddle Aeronautical University forskare rapporterade 10 januari vid American Astronomical Society (AAS) möte.

Aktuella tekniker för stjärndejting, baserat på bedömningar av stjärnor i huvud- eller huvudsekvensen av deras liv som har börjat dö efter att ha förbrukat sitt väte, erbjuda 20 procent, eller i bästa fall en 10-procentig felmarginal, förklarade Embry-Riddle Fysik och Astronomi Professor Dr Ted von Hippel. Embry-Riddles tillvägagångssätt, utnyttja utbrända rester som kallas vita dvärgstjärnor, minskar felmarginalen till 5 procent eller till och med 3 procent, han sa.

För att denna metod ska fungera, von Hippel och hans team måste mäta stjärnans yttemperatur, om det har en väte- eller heliumatmosfär, och dess massa. Yttemperaturen kan bestämmas utifrån en stjärnas färg och atmosfäriska beståndsdelar.

"Stjärnans massa spelar roll eftersom föremål med större massa har mer energi och tar längre tid att svalna, sade von Hippel, chef för Embry-Riddles fysikaliska avdelnings observatorium och 1,0-meters Ritchey-Chretien-teleskop. "Det är därför en kopp kaffe håller sig varm längre än en tesked kaffe. Yttemperatur, som förbrukade kol i en lägereld som har slocknat, ge ledtrådar till hur länge sedan branden dog. Till sist, Att veta om det finns väte eller helium vid ytan är viktigt eftersom helium utstrålar värme från stjärnan lättare än väte."

Att bestämma de exakta massorna av stjärnor, speciellt för stora prover av vita dvärgar, är väldigt svårt. Nu, astronomer har en ny metod för att bestämma vita dvärgmassor.

Metoden drar fördel av data som fångats av Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit, ett ambitiöst uppdrag att skapa en tredimensionell karta över Vintergatan. Von Hippel, med nyligen utexaminerade Embry-Riddle Adam Moss, nuvarande studenter Isabelle Kloc, Jimmy Sargent och Natalie Moticksa, och instruktör Elliot Robinson, använde mycket exakta Gaia-mätningar av stjärnornas avstånd.

Precis som en bils hastighetsmätare kan se ut att ge två olika avläsningar från förarens perspektiv jämfört med passagerarsätet, himmelska föremål kan tyckas vara på olika platser, beroende på tittarens utsiktspunkt. Gaia-mätningarna, baserat på geometrin hos två olika linjer av plats eller "parallaxer" till objekt, hjälpte Embry-Riddle-forskare att bestämma stjärnornas radie baserat på deras ljusstyrka. De kunde sedan använda befintlig information om stjärnans mass-till-radie-förhållande - en beräkning som drivs av elektronernas fysiska beteende - för att fylla i den sista ingrediensen för att bestämma stjärnans ålder, dess massa.

Till sist, genom att ta reda på mängden av olika element i stjärnan, eller dess metallicitet, forskare kan ytterligare förfina objektets ålder, Moss och Kloc rapporterade i två separata AAS-posterpresentationer. Mossa fokuserade på par av stjärnor med en vit dvärg och en huvudsekvensstjärna som liknar vår sol, medan Klocs forskning tittade på två vita dvärgstjärnor i samma binära system.

"Nästa studienivå kommer att vara att bestämma så många av grundämnena i det periodiska systemet som möjligt för huvudsekvensstjärnan inom dessa par, " sa von Hippel. "Det skulle berätta mer om galaktisk kemisk evolution, baserat på hur olika grundämnen byggdes upp över tiden när stjärnor bildades i vår galax, Vintergatan."

Även om han betonade att det nuvarande arbetet förblir preliminärt, teamet hoppas i slutändan kunna publicera åldrarna för alla vita dvärgstjärnor i Gaia-dataset:"Det kan tillåta forskare att avsevärt förbättra vår förståelse av stjärnbildning inom Vintergatan."

Inom området arkeologi, von Hippel noterade, koldateringsmetoder gjorde det möjligt att bestämma strukturernas ålder, fossiler, Stenåldersplatser och mycket mer, och ger därigenom djupare insikter i livets utveckling på jorden. "För dagens astronomer, utan att veta åldern på olika komponenter i vår galax, vi har inget sammanhang. Vi har haft tekniker för att dejta himmelska föremål, men inte exakt."