دائماً ما تكون أعياد الميلاد مناسبة للاحتفال ولكن كلما ازدت عمراً أصبح الأمر أقل إمتاعاً, وبعد سن معين لن تعترف بعمرك الحقيقي حتى, وربما تلاحظ أنك تصبح أبطأ مع مرور السنين. لست وحدك؛ فذلك ينطبق أيضاً على النجوم. فهي تصبح أبطأ كلما ازداد عمرها, كما أن أعمارها هي أسرار صعب الكشف عنها, إلا أن علماء الفلك استفادوا من الحقيقة الأولى ليتمكنوا من معرفة الحقيقة الثانية وتحديد أعمار النجوم. يقول سورين ميبوم Soren Meibom من مركز هارفرد-سيمثونيان للفيزياء الفلكية (CfA): "هدفنا هو بناء ساعة بإمكانها قياس عمر النجوم بدقة عبردورانها حول نفسها . وقد تمكنا من تحقيق خطوة إضافية مهمة للأمام في بناء هكذا ساعة" .
وكان ميبوم وفريقه قد عقدوا مؤتمراً صحفياً في 5 كانون الثاني 2015 في لقاء الجمعية الفلكية الأمريكية. تحدد نتائجهم التوسيع الأول لمثل هذه المراقبات للنجوم ذات الأعمار التي تتجاوز المليار سنة وحتى النجوم التي يصل عمرها الى 4.6 مليار سنة مثل الشمس. وتعد القدرة على تحديد أعمار النجوم أساس فهم الظواهر الفلكية التي تخص النجوم ومرافقاتها من الكواكب التي تتكشف مع مرور الوقت.
كما أن معرفة عمر النجم ذو أهمية خاصة في البحث عن إشارات لوجود حياة خارج مجموعتنا الشمسية. ومع ساعة نجمية دقيقة، بإمكان رواد الفضاء تمييز النجوم مع الكواكب ذات الأعمار الكبيرة كشمسنا أو أكبر منها.
يعتمد معدل دوران النجوم على عمرها؛ لأنها تتباطأ بشكل ثابت مع الزمن ، كما يعتمد أيضاً على كتلتها؛ فقد وجد رواد الفضاء أن النجوم الأكبر والأثقل تميل لتدور أسرع من النجوم الأصغر والأخف. يظهر هذا العمل الجديد وجود علاقة رياضية وثيقة بين دوران النجم حول نفسه وكتلته وعمره؛ ولذلك بقياس الكتلة والدوران أصبح بإمكان العلماء تحديد العمر.
يشرح سيدني بارنيز Sydney Barnes من معهد ليبنز للفيزياء الفلكية في ألمانيا بالقول: "لقد وجدنا أن العلاقة بين الكتلة، ومعدل الدوران وعمر النجم يمكن تحديدها الآن بشكل جيد، فبالمراقبة بإمكاننا تحديد عمر كل نجم بدقة تصل الى 10% ".
كان بارنيز قد اقترح هذه الطريقة أول مرة في عام 2003، وبناءً على عمله المسبق الذي دعاه gyrochronology المشتق من الكلمات اليونانية (gyros دوران)، و( chronos الزمن/ العمر)، و (logos دراسة).
لقياس دوران النجم حول نفسه ,يبحث الفلكيون عن التغير في سطوع النجم الناتج عن بقع سوداء على سطحه –تكافئ البقع الشمسية الموجودة على سطح الشمس- حتى يتمكنوا من حساب دوران النجم . ولكن مع ازدياد بعد النجم عنا يصبح رؤية البقع السوداء على سطحه صعب جداً ,ولا تُرى بوضوح , بدلاً من ذلك، يراقبون النجم حتى يخفت سطوعه قليلاً عند ظهور بقعة شمسية ثم يعود ليسطع كما في السابق عندما تصبح البقعة الشمسية خارج مجال الرؤية. هذه التغيرات صعبة القياس للغاية لأن النجم النموذجي يخفت سطوعه بنسبة أقل بكثير من 1 بالمئة، ويستغرق أيام لتعبر البقعة الشمسية وجه النجم.و لكن الفريق تمكن من تحقيق ذلك باستخدام بيانات مهمة كيبلر الفضائية من وكالة ناسا، والتي قدمت قياسات مستمرة ودقيقة للسطوعات النجمية.
ولكي تكون الأعمار باستخدام الـ gyrochronology محددة ودقيقة، يجب على العلماء أيضاً معايرة "ساعتهم الجديدة " وذلك بقياس مدة دوران نجوم (المدة التي يستغرقها النجم لإتمام دورة كاملة حول نفسه) معروفة الكتلة والعمر. وكان ميبوم وزملاؤه قد درسوا مسبقاً مجموعة من النجوم التي عمرها مليارسنة. في حين تختبر هذه الدراسة الجديدة مجموعة من النجوم التي أعمارها حوالي 2.5 مليار سنة والمعروفة بـ NGC 6819 وبالتالي توسيع نطاق الدراسة ليشمل مجال أعمار أكبر. يقول مايبوم: "النجوم الأكبر سناً تملك بقعاً أقل وأصغر، مما يجعل أدوارها أصعب تحديداً".
وقد اختبر الفريق النجوم التي تزن من 80 إلى 140 بالمئة من وزن الشمس. وتمكنوا من قياس دوران 30 نجم، تراوحت مدة دورانها بين 4 إلى 23 يوماً، مقارنةً بمدة دوران الشمس الحالي البالغ 26 يوماً. للنجوم الثمانية من NGC 6819 الأكثر شبهاً بالشمس متوسط مدة دوران قدره 18.2 يوماً؛ مما يعني أن مدة دوران الشمس كان يقارب ذلك عندما كان عمرها حوالي 2.5 مليار سنة (أي قبل 2 مليار سنة من الأن).
ثم قيَّم الفريق عدة نماذج حاسوبية موجودة والتي تحسب معدل دوران النجوم حول نفسها اعتماداً على كتلها وأعمارها، وحدد أي النماذج أفضل ربطاً مع مشاهداتهم . يقول مايبوم: "بإمكاننا الآن استنتاج الأعمار الدقيقة لعدد كبير من النجوم الموجودة في الحقول الباردة من مجرتنا بقياس مدة دورانها، وهذا يعد أداة جديدة مهمة لرواد الفضاء لدراسة تطور النجوم ومرافقاتها، والتي بإمكانها المساعدة في التعرف على الكواكب القديمة كفاية لأن تتمكن الحياة المعقدة من التطور ".

المصدر : هنا
حقوق الصورة : Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics