Eelmise „Vaatleja“ artikli ajendiks olnud Postimees Online uudise kommentaaride hulgas oli ka mõningaid selliseid, milles tunti huvi tähtede ja tähesüsteemide vanuste vastu ning millele kirjutasin portaali omapoolsed selgitused. Et need võiksid pakkuda huvi ka siinsele lugejale, on nad koos neid initsieerinud küsimustega allpool toodud. Vahemärkuseks esimese kommentaari alguslausest arusaamiseks: uudises oli juttu sellest, et IZw18 kauguseks on 45 miljonit valgusaastat ning et noorimad tähed selles pisigalaktikas 4 miljonit aastat vanad...

Vastus:
Siin pole ju midagi müstilist, et astronoomid suudavad ka tähtede vanust määrata. Nad ikka tegelikult teevad tööd, ning seda aastakümneid. Tasuks suvaline astronoomia või astrofüüsika õpik lahti lüüa. Vastav allharu astrofüüsikas, nimelt tähtede evolutsiooniteooria, sai alguse juba umbes 85 aastat tagasi! Ning põhineb füüsikaseadustele, muuseas. Kas peaksime siin hakkama igal hetkel imestama, et elekter on olemas ja aatomid ja elektronid, ja et füüsikaseadused on üpriski reaalsed ning kasutatavad ning on olemas inimesed, kes nendega tegelevad ning asjadest aru saavad, või ajaks igal võimalusel tühja loba suurest kõikehõlmavast müstikast. Iga tähe areng sõltub tema aine algsest keemilisest koostisest ja massist, ajas muutub sõltuvalt tähe arengustaadiumist nii tema kiirguse spekter, heledus kui pinnatemperatuur. Spektrist saab samuti infi tähe aine koostise kohta. Neid suurusi teades saame kenasti tähe vanuse määrata - milleks siis ikka jutt müstikast? Päikese ja meie planeedisüsteemigi vanus on üsnagi hästi teada, kellele niisugune asi võib pommuudiseks olla, selle avaldan suure saladuskatte all hästiteada tõe - selleks on 4,6 miljardit aastat.

Vastus:
Näib, et mulle on antud siinset astronoomiateemat, kui juba hakkasin, siis ka lõpuni kommenteerida.

Linnutee, s.t. meie enda Galaktika on tõepoolest ca 12 miljardit (mitte miljonit!) aastat vana. Kuid iga sellise suure tähesüsteemi vanus on tinglik, siinjuures räägime Galaktika vanimatest tähtedest ning loeme Galaktika vanuse võrdseks nendega. Kuid enamus Galaktika tähtedest on tükk maad nooremad kui need kõige vanemad. Vanad massiivsed tähed on ammu areenilt kadunud, kuna tähe eluiga on seda lühem, mida suurem tema mass. Võiks küll arvata, et massiivses tähes on ainet ning seega tuumakütuse reservi palju rohkem, kuid rasked tähed on hullupööra heledamad ning seetõttu ammendavad oma ressursid kiiremini. Aga tähe arengu lõpuperioodil naaseb suurem osa tema ainest tagasi tähtedevahelisse gaaskeskkonda. Seda massikaotuse tõttu tähe pinnalt tähetuule, pulsatsioonidel vabaneva aine või nt. tähe supernoovana plahvatamise järel ning sellest kui muust gaasilisest ainest tekivad uued tähed. Ka praegu tekib Galaktikas järjest uusi tähti, üks tuntumaid, aktiivsemaid ja lähedasemaid sääraseid piirkondi asub Orionis (vanade eestlaste Koot ja Reha). Keskmine tähtede vanus (ja asi sõltub veel sellest, kuidas seda keskmist üldse defineerida) meie Galaktikas kipub olema 5-8 miljardit aastat.

Kui rääda edasi ikkagi konkreetselt meie Galaktikast, siis vanimad selle objektid on kerasparved, s.t. kompaktsed täheparved, mis enamikus tekkisid üpris Galaktika algusperioodil. Nende vanust saab määrata küllaltki hästi, viimaste aastate hinnangute põhjal on selleks u. 12 mlrd aastat. Kunagised vanusehinnangud 15-20 aastat tagasi olid 16,5 miljardit aastat, kuid siis saadi ka Universumi enda vanuseks 18-20 mlrd. aastat.
Kuid kõik vanuse määrangud on teatud veaga, tähtede siseehituse ja evolutsiooni teoorias on kuni viimase ajani kõige segasemaks ja seetõttu probleemikamaks ikkagi soojuse ja kiirguse ülekanne ainevoolude, nn. konvektsiooni abil, mis on füüsikaliselt kehvasti kirjeldatav.

Miks siis Universumi vanus on viimasel aastakümnel varasemast väiksemaks hinnatud? Siin on tegu sellega, et varasem aktsepteeritud Universumi paisumiskiirus, nn. Hubble'i konstant, oli alla hinnatud ja tegelik on mõnevõrra suurem. Mitte selle tõttu, et astronoomid ei suudaks galaktikate liikumiskiirusi mõõta, vaid et veidi viltu oli erinevat tüüpi objektide keskmiste heleduste põhjal kokku pandud kauguste skaala. Tänu viimasel kümnendil ehitatud palju võimsamatele ja täpsematele teleskoopidele on nüüd õnnestunud mõõta väga täpselt fikseeritud heledusega ülinõrku objekte ka üsna kaugetes galaktikates ning suudetud nende kodugalaktikate kaugusi ja seega Hubble'i konstanti (Universumi paisumiskiirust) oluliselt täpsustada. Ei ole raske mõista, et kui Universumi praegune paisumiskiirus ja seadus, mille põhjal see ajas muutub, on teada, saame ajas tagasi minna momendini, kui kogu Universumi aine oli koondunud üliväikesesse ruumi - s.t. Suure Paugu ajastusse - aeg selle hetkeni ongi Universumi vanus. Nüüdsete hinnangute põhjal oli see Suur Pauk ca 13 miljardit aastat tagasi, selline siis ongi Universumi vanus.

Need aastad klapivad hästi ka meie Galaktika vanimate tähtede, s.o. kerasparvedes olevate, vanustega, millest oli eelpool juttu (12 mljrd aastat). Nimelt, peale algset nn. Suurt Pauku on aine ülikuum ning pikka aega täielikult ioniseeritud. Universumi paisumise käigus ta jahtub pikkamööda, enne kui saab võimalikuks neutraalse ja molekulaarse gaasi teke koos koondumisega eri tihedusega ulatuslikesse pilvedesse, milles siis teatud hetkel (aga ikkagi mitte enne 0,5-1 mljrd aasta möödumist Paugust endast) algab tähtede tekkimine ja millest saavadki galaktikad.

Nii et nii Universumi kui meie enda Galaktika vanus on mitmesuguste erinevate andmete põhjal paika pandud (on veel mõned abistavad, hetkel vähem täpsed lisateabeallikad, kõigist rääkida läheks pikaks), mitte et siin oleks tegu puhtteoreetilise mullikesega. Kuid nagu igas tublis teaduses ikka, on asi arenev ning teadmised ajapikku täpsustuvad, seega võivad siingi toodud numbrid (mis ju ikka teatud veaga) edaspidiseski pisikest korrigeerimist vajada.