天の川の正確な年代を知ることは、すべての銀河の進化と同様に、天文学者が常に関心を持っている問題の1つです。最近の研究の結果は大きな驚きでした、そしてそれは銀河自体の時代だけではありません。読んでください、そしてあなたは見つけるでしょう：
- なぜ天の川の年齢や個々の星を特定するのがとても難しいのですか？
- 天文学者は年齢を推定するためにどのようなツールを使用しますか？
- 距離測定が年齢推定にとって非常に重要である理由
- 最も正確な宇宙データベースPESELがどのように作成されたか、
- 星の時代が天の川の進化について私たちに教えてくれたこと、そしてなぜそれが驚きとして来たのか。
天の川の時代はそれほど明白ではありません
科学の場合、一般の人々にとって最も問題となるのは、事実や有名な数字の使用ではなく、それらの論理的で正しい実証です。私たちの太陽は45億年前ですが、主に見つかった最も古い隕石の分析によって決定されたこの年齢は、天の川がそれほど古いことを意味するものではありません。
実際、太陽は銀河の存在期間の後半に形成された星であり、巨大でもはや存在しない星によってすでに「消化」された物質から形成されています。天の川は太陽より古いです。問題は、それがどれだけ古いか、そして天文学者がそれをどのように正確に決定できるかということです。これは、遠方の星の年齢を判断することで判断できます。
太陽と銀河におけるその位置。天の川の中心は約26,000光年離れています。
平均的な星の年齢を判断するのが難しいのはなぜですか？そして、どのように対処しますか？
ほとんどの個々の星は、進化の標準的な段階にあるオブジェクトです。この段階は、多くの場合、彼らの生活の90％以上を占めており、星の特性が大きく変化しない時期です。言い換えれば、若い星は天文学者には引退に近い星のように見えるかもしれません。
この問題は、個々の星ではなく、それらの星団を観測することで解決します。これらは、同時に作成されたオブジェクトのグループです。次に、多くの星の統計分析は、進化的に進んだものと年齢に分けることができ、残りの星のより正確な推定値を提供します。
天文学者は星の年齢を測定するためにどのようなツールを使用しますか？
遠方の恒星系から物質を研究することはできないので、太陽に似た方法は問題外です。これはあなたを驚かせるかもしれませんが、太陽についてのみ、私たちは高い確実性で年齢を決定することができます。
他の星については、このデータを、与えられた化学組成と質量を持つ星の進化を説明する理論モデルと組み合わせて、望遠鏡でそれらを観察することによって得られた知識について話しています。このようなモデルから、太陽がどれだけ長く存在するかを推測することもできます。
そして、はい、私たちは星の温度（これはその色による）とその明るさを決定し、それをいわゆるHR（ヘルツシュプルングラッセル）図に載せることができます。そのような図の各星は進化の道をたどるので、その位置はあなたがそれが人生のどの段階にあるかを評価することを可能にします。普通の星の場合、これはまだ不正確な見積もりです。進化の後期段階は宇宙の時間スケールで非常に短く続くので、古い星についてのみ、年齢推定誤差は重要ではなくなります。
太陽の位置を示す一般的なHRチャート。主系列星は、進化の基本的な段階での星の位置です。
天文学者はまた、星の回転速度、星の明るさの小さな変化の観察を行います。これは、星の内部で何が起こっているかを示すものであり、同時に年齢と関連しています。ただし、一般的に受け入れられているモデルを回避するオブジェクトを観察する場合、これらの方法や他の方法の正確性については疑問が残ります。私たちの太陽でさえ、そのような驚きをもたらします。
ここでは、太陽系外惑星系の観測も役立ちます。それは、2番目の地球を見つけることや、惑星の統計を増やすことだけではありません。しかし、これらの観測から、現在観測されている星の特性がそれらの年齢とどのように関連しているべきかについての新しい事実を導き出すこともできます。銀河の場合、距離が非常に小さいため、光の有限速度に関連する遅延は関係ありません。
星までの距離。ここでは、それらを正しく定義することが重要です。
星がどのように振る舞い、その進化のさまざまな段階を見るかについての理論モデルは、ますます完璧になっています。高速なコンピューターと大量のメモリにより、パラメーターの数の増加を考慮に入れて、進化に関連するさまざまなパズルを簡単に解くことができます。これは、特定の質量を持つ星の進化の特定のモデルを改良する場合に非常に重要です。と構成。
ただし、これらのモデルがどれほど正確であっても、特定の星（星のグループ）に正しく適用するには、それらの距離についての十分な知識が必要です。はい、天文学者は星のスペクトル、電磁放射のさまざまな波長でのそれらの明るさを記録しますが、これらは観測値です。言い換えれば、それは距離に依存します。選択した場所で電球の明るさを測定するだけでは、電球の出力を推定することはできません。ランプが測定ポイントからどれだけ離れているかを知る必要があります。この場合、電球は星です。
天文学者は、観測された明るさと距離の両方を考慮に入れて、星の明るさの絶対的な測定を必要とします。距離が正しく決定されていない場合、星の実際の明るさは誤って推定されます。これは、それを既存のモデルと誤って相関させ、誤った年齢推定値を取得することを意味します。実際、これは私たちの銀河の年齢を推定する際に誤差をもたらすでしょう。もちろん、その星が天の川とほぼ同じ時期に形成され始めたと仮定します。
このような誤差は、銀河間観測においても大規模に重要になる可能性がありますが、銀河の年齢とは異なるトピックでもあります。
今日の星までの距離に関する最良のデータのソースはです。..
…ガイア宇宙望遠鏡によって収集された観測。2014年以来、彼は正確な位置天文測定、つまり空の星の位置の決定に携わってきました。これらのデータから視差を推定できる星（他の星との相対的な位置、より遠い星の位置は、それを観測する場所によって異なり、ガイアは1年の間にその位置を変更します）も正確に定義された距離を持つことができます。すでにご存知のように、これは星の明るさを正確に決定するための重要なデータであり、星の年齢を正しく推定するために必要です。
ガイア望遠鏡で観測された天体の位置を示すスカイマップ。
現在、Gaia観測データセットの3つの初期バージョンがあります。すでに約15億の正確な位置を含む、18億のオブジェクトのデータが含まれています。それらのほとんどは有名人です。
250,000の準巨星の年齢の推定値は、天の川の年齢の推定値の基礎です。
ガイア望遠鏡からのデータは、正確な化学組成の観測と進化モデルと組み合わされて、これまでの約250,000個の星の年齢の最も正確な推定値を提供しました。
星の構造（ヘリウムより重い金属の豊富さを含む）を明らかにした分光観測は、LAMOST望遠鏡（中国の大空多目的光ファイバー望遠鏡）を使用して収集されました。これは、5.7×4.4メートルのセグメント化されたミラーを備えた光学望遠鏡です。この機器は中国にありますが、他の国の天文学者もこの機器を使って行われるプロジェクトの観測に携わっています。
年齢制限のある星も最初のトップスターではありません。これらはいわゆる準巨星、または存在の主要で最も長い段階を完了したばかりの星です。星が赤色巨星に変わるとき、彼らは比較的短い段階に入りました。ですから、将来は太陽とともになります。
このような星の場合、化学組成と正確な明るさ（距離を考慮）の観測値を理論モデルと一致させると、年齢の推定値に比較的小さな誤差が生じます。それはまだ数パーセントですが、ガイアのデータが利用できなかったときよりもはるかに少ないです。
個々の星の時代からの銀河の形成の年表。これはどのように可能ですか？
かなり正確に老化した25万個の星は、天の川の複数の領域にあります。それらのいくつかは、ディスクと私たちの銀河の中央部分を覆う、いわゆるハロー、または球殻に属しています。
銀河の構造の現在のモデル。側面図、つまり銀河円盤の平面が示されています。バルジは銀河中心のバルジです。厚い円盤の厚さは約6,000光年ですが、薄い円盤の厚さは約2,000光年です（中心から離れるほど薄くなります）。
残りは、いわゆる薄い銀河円盤、中心から最も遠い銀河の円盤構造、または厚い円盤のいずれかにあります。厚い円盤は、銀河の中心部に近い円盤構造の一部です。すでに銀河中心から遠く離れている太陽の近くでは、ほとんどの星は薄い円盤に属しています。
天の川の最古の中心部は130億年前のものです
銀河のさまざまな部分で既知の年齢の星を正確に検出することにより、天文学者は自分の（星ではなく）年齢を判断することができました。そして、彼らは驚いた。天の川は2つの特徴的な段階で形成され、その最も古い中心部は以前考えられていたよりも20億年も古いことがわかったからだ。
簡単に言うと、次のようになります。
- 宇宙の形成から8億年後、または130億年前に、銀河の厚い円盤の形成が始まりました。
- 同時に、銀河ハローが形成されましたが、このプロセスは、若い天の川が付随する矮小銀河ガイア・ソーセージ・エンセラダスを「飲み込んだ」後、20億年後に勢いを増しました。
- 薄い円盤の形成は、約80億年前に厚い円盤内の大量の星間ガスが枯渇した後の、現代の銀河の形成の第2段階です。
- 現在、薄い円盤での星形成は、私たちの銀河の初期よりもはるかに遅いです。
ちなみに、銀河の形成のこの最初の段階で形成された物体については、星の年齢とその金属量との密接な関係が発見されました。これは最大の驚きです。これまで、金属量は、人口の年齢だけでなく、厚い円盤内の星の位置にも依存すると考えられていたためです。
ガイアのデータは多くの重要な発見につながりました。
空の質量調査とそれに基づく星のカタログが果たす重要な役割を改めて確信しました。このようなデータベースの作成には、距離、明るさ、色だけでなく、星の位置と自己運動も含まれ、何百人もの専門家が関与するかなり長い手順です。彼らはガイアによって収集されたデータを注意深くチェックし、それを他の天文学者が理解できる言語に翻訳し、他の天文学者はガイアデータベースを掘り下げます。
このデータベースは、その後の観察によって徐々に洗練されていきます。ガイアカタログの最新バージョン、いわゆる第3版は、今年6月中旬に予定されています。そのおかげで、私たちの銀河に最も近い環境のさらに正確な3次元モデルが作成されます。
そして、100年前でさえ、天文学者は遠方の銀河を天の川内の星雲であると考えていました。このビューは、1924年にエドウィンハッブルによって修正されました。エドウィンハッブルの観測により、他の銀河までの距離が非常に長いことが確認されました。この発見は同時に天の川の状態を変えました。天の川は、かつて宇宙全体で識別された特別な天体から、何兆もの類似した天体の1つになりました。
出典：MPG、inf。自分の正面写真：Stefan Payne-Wardenaar / MPIA
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