У астрономов есть несколько инструментов для изучения звезд, которые позволяют им определить относительный возраст, например, посмотреть на их температуру и яркость. В общем, красноватые и оранжевые звезды старше и холоднее, а голубовато-белые звезды горячее и моложе. Звезды, подобные Солнцу, можно считать «среднего возраста», поскольку их возраст лежит где-то между их холодными рыжими старцами и их горячими младшими братьями и сестрами. Общее правило состоит в том, что более горячие и более массивные звезды, такие как голубоватые звезды на этом изображении, вероятно, будут жить более короткими жизнями. Но какие существуют подсказки, чтобы сказать астрономам, как долго эти жизни продлятся?
Существует чрезвычайно полезный инструмент, который астрономы могут использовать для определения возраста звезд, который напрямую связан с возрастом звезды. Он использует скорость вращения звезды (то есть, как быстро она вращается вокруг своей оси). Оказывается, что звездные скорости вращения замедляются с возрастом звезд. Этот факт заинтриговал исследовательскую группу в Гарвард-Смитсоновский центр астрофизикиВо главе с астрономом Сорен Мейбом. Они решили построить часы, которые могут измерять звездные вращения и таким образом определять возраст звезды.
Почему важно знать возраст звезды?
Способность определять возраст звезд является основой для понимания того, как астрономические явления, в которых участвуют звезды и их спутники, разворачиваются с течением времени. Знание возраста звезды важно по многим причинам, связанным с звездообразование ставки в галактиках, а также формирование планет.
Это также особенно актуально для поиска признаков инопланетной жизни за пределами нашей солнечной системы. Жизнь на Земле заняла много времени, чтобы достичь той сложности, которую мы находим сегодня. С точными звездными часами астрономы могут идентифицировать звезды с планетами, которые столь же стары, как наше Солнце или старше.
Вращение звезды рассказывает сказку
Скорость вращения звезды зависит от ее возраста, потому что она неуклонно замедляется со временем, как вращение вершины на столе замедляется через несколько минут. Спин звезды также зависит от ее массы. Астрономы обнаружили, что более крупные и тяжелые звезды вращаются быстрее, чем более мелкие и легкие. Существует тесная математическая связь между массой, вращением и возрастом. Измерьте первые два, и сравнительно легко вычислить третье.
Этот метод был впервые предложен в 2003 году астрономом Сидни Барнсом из Института физики им. Лейбница в Германии. Это называется "гирохронология" от греческих слов гироскопы (Вращение), Chronos (время / возраст) и логотипы (изучение). Для того чтобы возраст гирохронологии был точным и точным, астрономы должны откалибровать свои новые звездные часы, измеряя периоды вращения звезд как с известным возрастом, так и массами. Мейбом и его коллеги ранее изучали скопление звезд, возраст которых насчитывает миллиард лет. В этом новом исследовании рассматриваются звезды в скоплении возрастом 2,5 миллиарда лет, известном как NGC 6819, что значительно расширяет возрастной диапазон.
Измерить вращение звезды не простая задача. Никто не может сказать, просто посмотрев на звезду, насколько быстро она вращается. Итак, астрономы ищут изменения в его яркости, вызванные темными пятнами на его поверхности - звездный эквивалент веснушки. Это часть Солнца нормальный актив и может отслеживаться так же, как и звездные пятна. Однако, в отличие от нашего Солнца, далекая звезда - это неразрешенная точка света. Таким образом, астрономы не могут непосредственно видеть солнечное пятно, пересекающее звездный диск. Вместо этого они наблюдают за тем, чтобы звезда немного потускнела, когда появляется пятно, и снова становится ярче, когда пятно вращается вне поля зрения.
Эти изменения очень трудно измерить, потому что типичная звезда тускнеет гораздо меньше, чем на 1 процент. И время это проблема. Солнцу может потребоваться несколько дней, чтобы солнечное пятно пересекло лицо звезды. То же самое верно для звезд со звездными пятнами. Некоторые ученые обошли это, используя данные НАСА планета охота Kepler космический корабль, что обеспечило точные и непрерывные измерения яркости звезд.
Одна команда исследовала больше звезд весом от 80 до 140 процентов, чем Солнце. Они смогли измерить вращения 30 звезд с периодами от 4 до 23 дней по сравнению с нынешним 26-дневным периодом вращения Солнца. Восемь звезд в NGC 6819, наиболее похожих на Солнце, имеют средний период вращения 18,2 дня, сильно подразумевая, что период Солнца был примерно такой же величины, когда ему было 2,5 миллиарда лет (около 2 миллиардов лет тому назад).
Затем команда провела оценку нескольких существующих компьютерных моделей, которые рассчитывают скорости вращения звезд на основе их массы и возраста, и определила, какая модель лучше всего соответствует их наблюдениям.
Быстрые факты
- Скорость вращения помогает астрономам определять информацию о возрасте и эволюции звезды.
- Исследователи постоянно изучают скорость вращения, чтобы понять, как различные типы звезд изменяются во времени.
- Наше Солнце, как и другие звезды, вращается вокруг своей оси.