Archäologie der Stars

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Im Schatten der Anden, in der Nähe von Chiles Nordspitze
Archäologen Durchforsten der Atacama-Wüste nach den Spuren des geheimnisvollen
Kultur, die hier vor Tausenden von Jahren blühte. Die Chinchorro
Leute verlassen keine schriftlichen Aufzeichnungen, aber sie haben Hunderte von verlassen
akribisch erhaltene Mumien. Von Kohlenstoff-14-Analyse, Wissenschaftler
haben die frühesten bis 5050 v. Chr., zwei Jahrtausende vor Ägypter datiert
begann, Mumifizierung ihrer Toten.

In der Zwischenzeit auf einem wolkenlosen Berggipfel in der Nähe von den südlichen Ausläufern des
die Atacama, trainieren andere Forscher ihre Augen zum Himmel. Die
Astronomen in den europäischen sehr Large Telescope (VLT), ein System von
vier 8-Meter-Teleskope auf Chiles Cerro Paranal, suchen ihre eigenen
Uralte Relikte: Stars geboren Milliarden von Jahren vor unserer Sonne
eine andere Atomuhr, diesein basierend auf Uran-238, Wissenschaftler haben
jetzt präzise Berechnungen ein paar solche Sterne Alters gemacht. Astronomen
weiß, fingen sie an zu brennen, wenn das Universum jung, so dass ihr Alter war
eine untere Grenze für das Alter des Universums selbst.

Timothy Biere,
Distinguished Professor an der Astronomie und Physik an der Michigan Universität
State University ist ein Marktführer in dieser himmlischen Jagd. Im Jahr 2001 er
Mitautor des Nature -Artikels beschreibt eine neue Methode zur Messung
stellare Alter: Messung der Menge an radioaktiven Uran-238 aktuell
im Inneren eines Sterns und einen Vergleich in Höhe enthielt es bei der Geburt.
Bisherige Methoden verfolgt Thorium-232 Verfall, die weniger präzise liefert
Schätzungen. Mit ihrer neuartigen Technik datiert Biere und seine Kollegen
ein Stern, den sie mit dem VLT analysiert. Sie getaktet, dass Sterne Alter bei
12,5 Milliarden Jahre, Unterstützung von Modellen, die das Universum Alter setzen
zwischen 13 und 14 Milliarden Jahre.

Uran aus dem nutzt des gleichen Prinzips wie Kohlenstoffdatierung, verwendet
Seit den 1950er Jahren, Mumien, Fossilien und andere Objekte zu untersuchen
auf der Erde gefunden. Wie bei den meisten Elementen können Kohlenstoff und Uran-Kerne
enthalten Sie vielfältige Anzahl von Neutronen zusammen mit ihren festen Anzahl von
Protonen. Einige Formen oder Isotope sind stabil, während andere zu zerfallen
günstigere Verfassungen. Kohlenstoff-14 erfährt Betazerfall, Vertreibung
ein Elektron und ein Neutron in ein Proton um Form Stickstoff-14 verwandelt.
Uran-238 zerfällt durch alpha Emission, verlieren zwei Neutronen und zwei
Protonen zu Thorium-234, die wiederum zu mehr zerfällt Stall
Produkte, wie Blei und Wismut.

Jeder Prozess entfaltet sich ein Merkmal selten, gemessen in
Halbwertszeiten. Die Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 – die Menge an Zeit, die
die Hälfte einer Probe zu Stickstoff-14 – Verfall ist 5730 Jahre. Die
Halbwertszeit von Uran-238 beträgt 4,46 Milliarden Jahre. Wissenschaftler beide
Zerfallsprozesse sind wie kosmische Sanduhren mit Carbon umdrehen
relativ schnell und Uran rieselt entfernt sehr viel langsamer. Dass
eignet sich Kohlenstoff eine gute Zeitnehmer für terrestrische Materie und Uran
für Stars.

Die CO2-Uhr bietet ein weiteres Plus für Archäologen: es kommt
eingebettet in das Holz, Fasern und Knochen, die sie studieren. Indem man eine
kleine Probe ins Labor, Forscher finden im Alter direkt aus einem
Artefakt.

Astronomen haben eine härtere Aufgabe. Wenn das Thema Stars ist, ist es
gar nicht so einfach ein Stück mit nach Hause nehmen kneifen — CS 31082-001, der Star der
Beers 2001paper, in der Nähe von Twinkles den äußeren Rand der Galaxis, 13.000
Lichtjahre von hier. Also Bier und seine Kollegen untersuchen die
elektromagnetische Signale Sterne Strahlen natürlich. Durch die Beobachtung der
Wellenlängen, die Erde, sie können bestimmen, welche Wellenlängen sind
durch einen Stern kühleren äußeren Schichten absorbiert. Das sagt ihnen die Identität
und relativen Anteil der einzelnen Elemente, und in einigen Fällen jedes Isotop,
Das komponiert es.

Aber alte Stars sind fast ausschließlich Wasserstoff und Helium – Licht,
stabile Elemente mit keine Karies-Signaturen. (Die meisten der schwereren Elemente
in neueren Sternen und Planeten und den eigenen Körper zu finden, wurden geschmiedet
über viele Generationen der Sternentwicklung.) Der Trick ist finden
Stars wie CS 31082-001, die Spuren von schweren Elementen enthalten
in frühen Supernovae produziert. Durch die Analyse ihrer Absorptionsspektren,
Astronomen können die Uran-Uhr lesen.

Dennoch ist das Alter eines Objekts zu wissen, ob eine Mumie oder ein Stern,
nur der Anfang seiner Geschichte zu kennen. Wissenschaftler wollen wissen, warum
und wie das Objekt dazu, kam nicht nur bei. Und alte Sternen bieten einige
die besten Hinweise auf die Zusammensetzung und Entwicklung des frühen
Universum.

Thats, warum Bier und seine Kollegen weiterhin den Himmel durchsuchen
über Cerro Paranal und anderen Observatorien in der ganzen Welt. Mehr
alte Sterne können mehr neuen Antworten bedeuten.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die nationalen
Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für grundlegende Finanzierung angeklagt
Forschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Sehen, die hinter den Kulissen Archiv.