เครดิตภาพ: ฮับเบิล
ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนักดาราศาสตร์ใช้ดาวโบราณในทางช้างเผือกเพื่อประเมินค่าอิสระเกี่ยวกับอายุของจักรวาล ภายใต้วิธีการใหม่นี้นักดาราศาสตร์ตั้งเป้าดาวแคระขาวโบราณซึ่งเย็นลงในอัตราที่คาดการณ์ได้มาก ดาวเหล่านี้เกิดขึ้นใกล้กับจุดเริ่มต้นของจักรวาลและนักดาราศาสตร์ก็สามารถประมาณได้ว่าพวกมันมีอายุระหว่าง 12-13 พันล้านปี ใกล้พอ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่าได้เปิดโปงขีด จำกัด ของวิสัยทัศน์อันทรงพลังได้ค้นพบดาวที่ถูกเผาไหม้ที่เก่าแก่ที่สุดในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา "ดวงดาวแห่งดวงดาว" ที่แสนเก่าแก่เหล่านี้ให้การอ่านที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ในยุคของจักรวาลโดยไม่ต้องพึ่งพาการวัดการขยายตัวของเอกภพ
ดาวแคระขาวโบราณดังที่ฮับเบิลมองเห็นเป็นอายุ 12 ถึง 13 พันล้านปี เนื่องจากการสำรวจฮับเบิลก่อนหน้านี้แสดงว่าดาวดวงแรกก่อตัวน้อยกว่า 1 พันล้านปีหลังจากการเกิดของจักรวาลในบิ๊กแบงการค้นหาดาวที่เก่าแก่ที่สุดทำให้นักดาราศาสตร์อยู่ในระยะการคำนวณอายุของจักรวาลอย่างสมบูรณ์
แม้ว่าการวิจัยฮับเบิลก่อนหน้านี้จะกำหนดอายุของเอกภพที่ 13 ถึง 14 พันล้านปีโดยอิงจากอัตราการขยายตัวของอวกาศ แต่วันเกิดของเอกภพนั้นเป็นค่าพื้นฐานและลึกซึ้งที่นักดาราศาสตร์ได้ค้นหาเทคนิคการหาอายุอื่น ๆ มานาน ข้อสรุป “ การสังเกตวงจรสั้นใหม่นี้ทำให้เกิดคำถามอายุและนำเสนอวิธีที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ในการตรึงคุณค่านั้นไว้” Harvey Richer จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียแคนาดากล่าว
การสำรวจหาอายุแบบใหม่นั้นทำโดย Richer และเพื่อนร่วมงานโดยใช้ฮับเบิลในการออกล่าหาดาวโบราณที่ซ่อนอยู่ภายในกระจุกดาวทรงกลมซึ่งอยู่ห่างออกไป 5,600 ปีแสงในกลุ่มดาวแมงป่อง ผลจะถูกเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters
ตามแนวคิดแล้วการสังเกตอายุออกเดทใหม่นั้นเรียบง่ายอย่างสง่างามเท่ากับการประเมินว่าแคมป์ไฟกำลังเผาไหม้นานแค่ไหนโดยการวัดอุณหภูมิของถ่านที่ทำให้เกิดมลภาวะ สำหรับฮับเบิล“ ถ่านหิน” คือดาวแคระขาวเศษซากของดาวฤกษ์แรกสุดที่ก่อตัวขึ้นในกาแลคซีของเรา
ทรงกลมที่มีความหนาแน่นและหนาแน่นของคาร์บอน“ เถ้า” ที่ถูกทิ้งไว้ข้างหลังโดยเตานิวเคลียร์ของดาวฤกษ์ที่ตายมานานดาวแคระขาวจะเย็นลงในอัตราที่สามารถคาดการณ์ได้? ยิ่งคนแคระมีอายุมากขึ้นเท่าไรความเย็นก็มากขึ้นเท่านั้นจึงทำให้มันเป็น“ นาฬิกา” ที่สมบูรณ์แบบที่ได้รับการฟ้องร้องมานานเกือบตราบเท่าที่จักรวาลมีอยู่
วิธีการนี้ได้รับการยอมรับว่ามีความน่าเชื่อถือมากกว่าการสืบอายุดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงเผาไหม้ด้วยนิวเคลียร์ฟิวชั่นซึ่งอาศัยรูปแบบที่ซับซ้อนและการคำนวณว่าดาวฤกษ์เผาผลาญเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และอายุได้อย่างไร ดาวแคระขาวมีอายุง่ายกว่าเพราะมันเย็นเพียง แต่เคล็ดลับมักจะค้นหาสลัวและดังนั้นจึงเรียกว่า "นาฬิกา" ที่ยาวที่สุด
เมื่อดาวแคระขาวเย็นลงพวกมันก็จะยิ่งซีดลงและสิ่งนี้ทำให้ฮับเบิลต้องถ่ายภาพหมู่ของกระจุกดาวทรงกลมโบราณ M4 การสำรวจมีจำนวนเกือบแปดวันของเวลารับแสงในระยะเวลา 67 วัน สิ่งนี้อนุญาตให้แม้แต่คนแคระที่สงบกว่าก็มองเห็นได้จนกระทั่งในที่สุดที่ยอดเยี่ยมที่สุด? และเก่าแก่ที่สุด? คนแคระก็เห็น ดาวเหล่านี้มีความอ่อนแอ (ที่ขนาด 30 เท่าซึ่งค่อนข้างจางกว่าที่คาดไว้สำหรับการถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์กล้องฮับเบิลด้วยกล้องดั้งเดิม) พวกมันมีความสว่างน้อยกว่าหนึ่งพันล้านดวงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า .
กระจุกดาวทรงกลมเป็นผู้บุกเบิกการตั้งถิ่นฐานครั้งแรกของทางช้างเผือก หลายคนรวมตัวกันเพื่อสร้างศูนย์กลางกาแลคซีของเราและก่อตัวเป็นพันล้านปีก่อนการปรากฏตัวของดิสก์ตะไลอันงดงามของทางช้างเผือก (ตามที่ได้รับการยืนยันเพิ่มเติมจากการสังเกตของ Richer) ทุกวันนี้กระจุกดาวทรงกลม 150 ดวงอยู่รอดได้ในกาแลคซีกาแลคซี กระจุกดาวทรงกลม M4 นั้นถูกเลือกเพราะมันอยู่ใกล้โลกมากที่สุดดังนั้นดาวแคระขาวที่อยู่ภายในนั้นก็ยังสว่างเพียงพอที่จะได้รับจากฮับเบิล
ในปี พ.ศ. 2471 กาแลคซีของเอ็ดวินฮับเบิลทำให้เขารู้ว่าเอกภพกำลังขยายตัวอย่างสม่ำเสมอซึ่งหมายความว่าเอกภพมีอายุที่แน่นอนซึ่งสามารถประมาณได้โดยทางคณิตศาสตร์ว่า“ วิ่งไปข้างหน้าขยายตัว” เอ็ดวินฮับเบิลคาดการณ์ว่าเอกภพมีอายุเพียง 2 พันล้านปีเท่านั้น ความไม่แน่นอนเกี่ยวกับอัตราการขยายตัวที่แท้จริงนำไปสู่การถกเถียงกันอย่างกล้าหาญในปลายปี 1970 โดยมีการประมาณการตั้งแต่ 8 พันล้านถึง 18 พันล้านปี การประมาณอายุของดาวฤกษ์“ ลำดับหลักหลัก” ที่เก่าแก่ที่สุดอยู่ในสภาพที่ขัดแย้งกับค่าที่ต่ำกว่าเนื่องจากดาวไม่สามารถมีอายุมากกว่าเอกภพได้
ในปี 1997 นักดาราศาสตร์ฮับเบิลได้ทำลายทางตันนี้ด้วยการประกาศอายุที่น่าเชื่อถือสำหรับเอกภพซึ่งคำนวณจากการวัดอัตราการขยายตัวที่แม่นยำมาก ในไม่ช้ารูปภาพจะมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อนักดาราศาสตร์ที่ใช้ฮับเบิลและหอสังเกตการณ์บนพื้นค้นพบว่าจักรวาลไม่ได้ขยายตัวในอัตราคงที่ แต่เร่งตัวขึ้นเนื่องจากแรงผลักดันที่ไม่รู้จักเรียกว่า“ พลังงานมืด” เมื่อพลังงานมืดถูกรวมเข้ากับประวัติศาสตร์การขยายตัวของจักรวาลนักดาราศาสตร์มาถึงยุคของจักรวาลในช่วง 13-14 พันล้านปี ตอนนี้อายุนี้ได้รับการตรวจสอบโดยอิสระจากยุคของดาวแคระขาวที่“ ทำงานได้” ซึ่งวัดโดยฮับเบิล
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวจากฮับเบิล
