Астрономите разполагат с няколко инструмента за изследване на звезди, които им позволяват да разберат относителни възрасти, като например да гледат техните температури и яркост. По принцип червеникавите и оранжевите звезди са по-стари и по-хладни, докато синкавите бели звезди са по-горещи и по-млади. Звезди като Слънцето могат да се считат за „средни хора“, тъй като възрастта им лежи някъде между хладните им червени старейшини и горещите им по-млади братя и сестри. Общото правило е, че по-горещите и много по-масивни звезди, като синкавите звезди, показани на това изображение, вероятно ще живеят по-кратък живот. Но какви улики съществуват, за да кажат на астрономите колко дълъг ще бъде този живот?
Има изключително полезен инструмент, който астрономите могат да използват, за да установят възрасти на звезди, които са свързани директно с това колко е звездата. Той използва скоростта на въртене на звезда (тоест колко бързо се върти по оста си). Както се оказва, звездната скорост на въртене се забавя с възрастта. Този факт заинтригува изследователски екип в
Харвард-Смитсонов център за астрофизика, водена от астронома Сорен Майбом. Те решиха да конструират часовник, който може да измери звездните завъртания и по този начин да определи възрастта на звездата.Защо познаването на възрастта на звездата е важно?
Да можеш да кажеш вековете на звездите е основа за разбиране как астрономическите явления, включващи звезди и техните спътници, се разгръщат във времето. Познаването на възрастта на звездата е важно поради много причини, свързани с това образуване на звезди проценти в галактиките, както и формиране на планети.
Той е особено важен за търсенето на признаци на извънземен живот извън нашата Слънчева система. Отне много време на живота на Земята, за да постигне сложността, която откриваме днес. С точен звезден часовник астрономите могат да идентифицират звезди с планети, които са толкова стари, колкото нашето Слънце или по-стари.
Спинът на една звезда разказва приказката
Скоростта на въртене на звездата зависи от нейната възраст, защото тя се забавя постоянно с времето, като въртенето на върха на масата се забавя след няколко минути. Завъртането на една звезда също зависи от нейната маса. Астрономите са открили, че по-големите, по-тежки звезди са склонни да се въртят по-бързо от по-малките, по-леките. Съществува тясна математическа връзка между масата, въртенето и възрастта. Измерете първите две и сравнително лесно е да изчислите третата.
Този метод е предложен за първи път през 2003 г. от астронома Сидни Барнс от Института по физика на Лайбниц в Германия. Нарича се „жирохронология“ от гръцките думи жироскопи (завъртане), Chronos (време / възраст) и лога (Проучване). За да бъдат възрастите на жирохронологията точни и прецизни, астрономите трябва да калибрират новите си звездни часовници, като измерват периодите на въртене на звезди както с известни възрасти, така и с маси. Мейбом и колегите му по-рано проучиха струпване на звезди на милиарди години. Това ново проучване изследва звезди в 2,5-милиарден годишен клъстер, известен като NGC 6819, като по този начин значително разширява възрастовия диапазон.
Да се измери въртенето на звезда не е лесна задача. Никой не може да каже само като погледне звезда колко бързо се върти. И така, астрономите търсят промени в яркостта му, причинени от тъмни петна по повърхността му - звезден еквивалент на слънчевите петна. Това са част от слънчевите нормална дейност и може да бъде проследяван точно както звездни съдове. За разлика от нашето Слънце обаче далечната звезда е неразрешена светлинна точка. Така че астрономите не могат директно да видят слънчева петна, пресичаща звездния диск. Вместо това те наблюдават как звездата леко затъмнява, когато се появи слънчево петно, и отново изсветлява, когато слънчевото петно се завърти извън полезрението.
Тези промени са много трудни за измерване, тъй като типичната звезда затъмнява с много по-малко от 1 процент. И времето е проблем. За Слънцето може да отнеме дни, докато слънчева петна да пресече лицето на звездата. Същото е и при звездите със звездни съдове. Някои учени са се справили с това, използвайки данни от НАСА планета-лов Кеплер космически кораб, които осигуряват прецизни и непрекъснати измервания на звездна яркост.
Един екип изследва повече звезди с тегло от 80 до 140 процента колкото Слънцето. Те успяха да измерят завъртанията на 30 звезди с периоди, вариращи от 4 до 23 дни, в сравнение с настоящия 26-дневен период на въртене на Слънцето. Осемте звезди в NGC 6819, най-подобни на Слънцето, имат среден период на въртене 18,2 дни, силно подсказвайки, че периодът на Слънцето е бил около тази стойност, когато е бил на 2,5 милиарда години (около 2 милиарда години) преди).
След това екипът оцени няколко съществуващи компютърни модела, които изчисляват скоростта на въртене на звезди въз основа на техните маси и възрасти и определи кой модел най-добре съответства на техните наблюдения.
Бързи факти
- Скоростта на въртене помага на астрономите да определят информация за епохата и еволюцията на една звезда.
- Изследователите непрекъснато изучават скоростта на въртене, за да разберат как различните видове звезди се променят във времето.
- Нашето Слънце като другите звезди се върти по оста си.