Astronómovia majú niekoľko nástrojov na skúmanie hviezd, ktoré im umožňujú zistiť relatívny vek, napríklad pri pohľade na ich teploty a jas. Červenkasté a oranžové hviezdy sú spravidla staršie a chladnejšie, zatiaľ čo modrasté biele hviezdy sú teplejšie a mladšie. Hviezdy ako Slnko možno považovať za „stredného veku“, pretože ich vek leží niekde medzi ich chladnými červenými starými a ich horúcimi mladšími súrodencami. Všeobecným pravidlom je, že horúce a oveľa mohutnejšie hviezdy, ako napríklad modrasté hviezdy na tomto obrázku, pravdepodobne budú žiť kratšie. Aké sú však náznaky toho, aby astronómovia mohli povedať, ako dlho budú tieto životy?
Astronómovia môžu použiť veľmi užitočný nástroj na zistenie veku hviezd, ktoré priamo súvisia s tým, aká stará je hviezda. Používa rýchlosť odstreďovania hviezdy (to je, ako rýchlo sa točí na svojej osi). Ako sa ukazuje, rýchlosť starnutia hviezd sa spomaľuje s vekom hviezd. Táto skutočnosť zaujala výskumný tím na
Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku, vedená astronómom Sorenom Meibomom. Rozhodli sa skonštruovať hodiny, ktoré dokážu zmerať hviezdne rotácie a tak určiť vek hviezdy.Prečo je dôležité poznať vek hviezdy?
Schopnosť rozoznať vek hviezd je základom pre pochopenie toho, ako sa v priebehu času vyvíjajú astronomické javy zahŕňajúce hviezdy a ich spoločníkov. Poznanie hviezdneho veku je dôležité z mnohých dôvodov hviezdna formácia sadzby v galaxiách, ako aj formovanie planét.
Je to obzvlášť dôležité pri hľadaní príznakov mimozemského života mimo našej slnečnej sústavy. Trvalo dlho, kým život na Zemi dosiahol zložitosť, ktorú dnes nachádzame. S presnými hviezdnymi hodinami môžu astronómovia identifikovať hviezdy s planétami, ktoré sú staré ako naše Slnko alebo staršie.
Točenie hviezdy rozpráva príbeh
Rýchlosť odstreďovania hviezdy závisí od jej veku, pretože sa časom stabilne spomaľuje, napríklad keď sa horná rotácia na stole spomalí po niekoľkých minútach. Točenie hviezdy tiež závisí od jej hmotnosti. Astronómovia zistili, že väčšie, ťažšie hviezdy majú tendenciu točiť sa rýchlejšie ako menšie a ľahšie hviezdy. Medzi hmotnosťou, rotáciou a vekom existuje úzky matematický vzťah. Zmerajte prvé dva a je relatívne ľahké vypočítať tretiu.
Táto metóda bola prvýkrát navrhnutá v roku 2003 astronómom Sydney Barnesom z Fyzikálneho ústavu Leibniz v Nemecku. Z gréckych slov sa nazýva „gyrochronológia“ gyros (Rotácia), chronos (čas / vek) a logos (Štúdia). Aby boli vek gyrochronológie presný a presný, musia astronómovia kalibrovať svoje nové hviezdne hodiny meraním periód spinov hviezd so známymi vekmi a hmotami. Meibom a jeho kolegovia predtým študovali zhluk hviezd miliárd rokov. Táto nová štúdia skúma hviezdy v 2,5 miliárd rokov starom klastri známom ako NGC 6819, čím sa výrazne rozširuje vekové rozpätie.
Merať rotáciu hviezdy nie je ľahká úloha. Nikto nedokáže povedať len tým, že sa pozrie na hviezdu, ako rýchlo sa točí. Astronómovia preto hľadajú zmeny v jeho jasnosti spôsobené tmavými škvrnami na povrchu - hviezdnym ekvivalentom slnečné škvrny. Sú súčasťou Slnka normálna činnosť a je možné ich sledovať rovnako ako hviezdy. Na rozdiel od nášho Slnka je však vzdialená hviezda nevyriešeným bodom svetla. Astronómovia teda nemôžu priamo vidieť hviezdny bod cez hviezdny disk. Namiesto toho sledujú, ako sa hviezda mierne objaví, keď sa objaví slnečný bod, a znova sa rozjasnia, keď sa slnečný bod otočí mimo zorného poľa.
Tieto zmeny sa dajú veľmi ťažko zmerať, pretože typická hviezda stmavne o menej ako 1 percento. A čas je problém. Slnku môže trvať niekoľko dní, kým sa slnečnému žiareniu dostane cez hviezdnu tvár. To isté platí pre hviezdy s hviezdnymi bodkami. Niektorí vedci to obišli použitím údajov z NASA planét-hunting Kepler kozmická loď, ktorý poskytoval presné a kontinuálne meranie hviezdnych jasov.
Jeden tím preskúmal viac hviezd vážiacich 80 až 140 percent rovnako ako Slnko. V porovnaní so súčasným 26-denným spinovým obdobím Slnka dokázali zmerať rotácie 30 hviezd s periódami od 4 do 23 dní. Osem hviezd v NGC 6819, ktoré sú najviac podobné Slnku, má v priemere silne 18,2 dňa naznačujúc, že obdobie Slnka bolo približne o tejto hodnote, keď bolo 2,5 miliardy rokov (asi 2 miliardy rokov) September).
Tím potom vyhodnotil niekoľko existujúcich počítačových modelov, ktoré vypočítavajú rýchlosti odstreďovania hviezd na základe ich hmotnosti a veku a určujú, ktorý model najlepšie zodpovedá ich pozorovaniam.
Rýchle fakty
- Rýchlosť odstreďovania pomáha astronómom určiť informácie o veku a vývoji hviezdy.
- Vedci neustále študujú rýchlosť odstreďovania, aby pochopili, ako sa rôzne typy hviezd menia v priebehu času.
- Naše Slnko, rovnako ako iné hviezdy, sa točí na svojej osi.