Astronomové mají několik nástrojů ke studiu hvězd, které jim umožňují zjistit relativní věk, jako je například pohled na jejich teplotu a jas. Obecně jsou načervenalé a oranžové hvězdy starší a chladnější, zatímco namodralé bílé hvězdy jsou teplejší a mladší. Hvězdy jako slunce lze považovat za „středního věku“, protože jejich věk leží někde mezi jejich chladnými červenými staršími a jejich horkými mladšími sourozenci. Obecným pravidlem je, že žhavější a mnohem hmotnější hvězdy, jako jsou na tomto obrázku modravé hvězdy, budou pravděpodobně žít kratší životy. Ale jaké stopy existují, aby astronomové řekli, jak dlouho budou tyto životy?
Existuje velmi užitečný nástroj, který mohou astronomové použít k určení věku hvězd, které se přímo váží na to, jak stará je hvězda. Používá rychlost odstřeďování hvězdy (tj. Jak rychle se točí na své ose). Jak se ukazuje, rychlost hvězdných otáček se s věkem hvězd zpomaluje. Tato skutečnost zaujala výzkumný tým na
Harvard-Smithsonian centrum pro astrofyziku, vedená astronomem Sorenem Meibomem. Rozhodli se postavit hodiny, které dokáží změřit hvězdné spiny, a tak určit věk hvězdy.Proč je důležité znát věk hvězd?
Být schopen rozeznat věky hvězd je základem pro pochopení toho, jak se astronomické jevy zahrnující hvězdy a jejich společníky postupem času rozvíjejí. Znalost hvězdného věku je důležitá z mnoha důvodů hvězdná formace sazby v galaxiích i formování planet.
Je to zvláště důležité pro hledání příznaků mimozemského života mimo naši sluneční soustavu. Trvalo dlouho, než život na Zemi dosáhl složitosti, kterou dnes nalézáme. S přesnými hvězdnými hodinami mohou astronomové identifikovat hvězdy s planetami, které jsou staré jako naše Slunce nebo starší.
Točení hvězdy vypráví příběh
Rychlost rotace hvězdy závisí na jejím věku, protože se časem stabilně zpomaluje, jako by se horní rotace na stole po několika minutách zpomalila. Točení hvězdy závisí také na její hmotnosti. Astronomové zjistili, že větší, těžší hvězdy mají tendenci se točit rychleji než menší, lehčí. Mezi hmotou, rotací a věkem existuje úzký matematický vztah. Změřte první dvě a je relativně snadné vypočítat třetí.
Tato metoda byla poprvé navržena v roce 2003 astronomem Sydneyem Barnesem z Leibnizova fyzikálního institutu v Německu. Řecká slova se nazývá gyrochronologie gyros (otáčení), chronos (čas / věk) a loga (studie). Aby věk gyrochronologie byl přesný a přesný, musí astronomové kalibrovat své nové hvězdné hodiny měřením periody rotace hvězd se známými věky i hmotami. Meibom a jeho kolegové předtím studovali shluk hvězd miliardového roku. Tato nová studie zkoumá hvězdy ve 2,5 miliardy let staré klastru známé jako NGC 6819, čímž se významně rozšiřuje věkové rozmezí.
Měření rotace hvězdy není snadný úkol. Nikdo nemůže říct, jen když se podívá na hvězdu, jak rychle se točí. Astronomové tedy hledají změny ve své jasnosti způsobené tmavými skvrnami na povrchu - hvězdným ekvivalentem sluneční skvrny. To jsou části Slunce normální činnost a lze je sledovat stejně, jak to mohou hvězdy. Na rozdíl od našeho Slunce je však vzdálená hvězda nevyřešeným světelným bodem. Astronomové tedy nemohou přímo vidět sluneční skvrnu přes hvězdný disk. Místo toho sledují, jak se hvězda, když se objeví skvrna, mírně ztmavne, a znovu se rozzáří, když se skvrna otočí z dohledu.
Tyto změny je velmi obtížné měřit, protože typická hvězda ztmavne o méně než 1 procento. A čas je problém. Slunci může trvat několik dní, než sluneční paprsek překročí tvář hvězdy. Totéž platí o hvězdách s hvězdnými body. Někteří vědci to obešli pomocí dat z NASA lov na planetu Kepler kosmická loď, které zajišťovalo přesné a kontinuální měření hvězdných jasů.
Jeden tým zkoumal více hvězd vážících 80 až 140 procent stejně jako Slunce. Dokázali změřit rotace 30 hvězd s periodami v rozmezí 4 až 23 dní, ve srovnání se současným 26denním spinovým obdobím Slunce. Osm hvězd v NGC 6819, které jsou nejvíce podobné Slunci, má v průměru 18,2 dne silně což znamená, že období Slunce bylo o této hodnotě, když bylo 2,5 miliardy let (asi 2 miliardy let) před).
Tým poté vyhodnotil několik existujících počítačových modelů, které vypočítávají rychlosti rotace hvězd na základě jejich hmotností a stáří a určily, který model nejlépe odpovídá jejich pozorováním.
Rychlá fakta
- Spin rate pomáhá astronomům určit informace o věku a vývoji hvězdy.
- Vědci neustále studují rotační rychlosti, aby pochopili, jak se různé typy hvězd mění v průběhu času.
- Naše Slunce, stejně jako ostatní hvězdy, se točí na jeho ose.