Kuinka vanha on tähti?

Tähtitieteilijöillä on muutama työkalu tähtiä tutkimaan, joiden avulla ne voivat selvittää suhteellisen iän, esimerkiksi tarkastella niiden lämpötiloja ja vaaleutta. Punertavat ja oranssit tähdet ovat yleensä vanhempia ja viileämpiä, kun taas sinivalkoiset tähdet ovat kuumempia ja nuorempia. Auringon kaltaisia ​​tähtiä voidaan pitää "keski-ikäisinä", koska heidän ikänsä ovat jonkin verran niiden punaisten vanhempiensa ja kuumien nuorempien sisariensa välissä. Yleinen sääntö on, että kuumat ja paljon massiivisemmat tähdet, kuten sinertävät tähdet tässä kuvassa, elävät todennäköisesti lyhyemmän elämän. Mutta mitä vihjeitä on olemassa kertoakseen tähtitieteilijöille, kuinka kauan nuo elämät tulevat olemaan?

Siellä on erittäin hyödyllinen työkalu, jonka avulla tähtitieteilijät voivat selvittää tähtien ikäryhmän, joka liittyy suoraan siihen, kuinka vanha tähti on. Se käyttää tähden spin-nopeutta (ts. Kuinka nopeasti se pyörii akselillaan). Kuten käy ilmi, tähtien spin-nopeudet hidastuvat tähtiä vanhetessa. Tämä tosiasia kiinnosti tutkijaryhmää Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskus, jota johtaa tähtitieteilijä Soren Meibom. He päättivät rakentaa kellon, joka voi mitata tähtien kierrokset ja määrittää tähtien iän.

Mahdollisuus kertoa tähtien ikä on perusta ymmärtää kuinka tähtien ja niiden seuralaisten astronomiset ilmiöt kehittyvät ajan myötä. Tähden iän tunteminen on tärkeää monista syistä, jotka liittyvät siihen tähti muodostuminen hinnat galakseissa samoin kuin planeettojen muodostuminen.

Se on erityisen tärkeä myös etsiessä merkkejä vieraasta elämästä aurinkokunnan ulkopuolella. Kestää kauan, että elämä maan päällä saavuttaa monimutkaisuus, jonka tänään löydämme. Tarkalla tähtikellalla tähtitieteilijät voivat tunnistaa tähdet planeetoilla, jotka ovat yhtä vanhoja kuin aurinkomme tai sitä vanhemmat.

Tähden spin-nopeus riippuu sen iästä, koska se hidastuu tasaisesti ajan myötä, kuten pöydän yläpyöräytys hidastuu muutaman minuutin kuluttua. Tähden spin riippuu myös sen massasta. Tähtitieteilijät ovat havainneet, että suuremmilla, raskaammilla tähdillä on taipumus pyöriä nopeammin kuin pienemmillä, kevyemmillä. Massan, spinin ja iän välillä on läheinen matemaattinen suhde. Mittaa kaksi ensimmäistä, ja kolmas on suhteellisen helppo laskea.

Tätä menetelmää ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 2003 saksan Leibnizin fysiikan instituutin tähtitieteilijä Sydney Barnes. Kreikan sanoista sitä kutsutaan "gyrochronology" gyroskoopit (kierto), Chronos (aika / ikä) ja logot (Tutkimus). Jotta gyrokrologia-ikät olisivat tarkkoja ja täsmällisiä, tähtitieteilijöiden on kalibroitava uudet tähtikellonsa mittaamalla sekä tunnettujen ikäisten että massojen tähtien pyörähdysjaksot. Meibom ja hänen kollegansa tutkivat aikaisemmin miljardia vuotta vanhoja tähtiä. Tässä uudessa tutkimuksessa tutkitaan tähtiä 2,5 miljardia vuotta vanhassa klusterissa, joka tunnetaan nimellä NGC 6819, ja laajentaa siten ikäaluetta merkittävästi.

Tähden spin-mittaus ei ole helppo tehtävä. Kukaan ei voi sanoa vain katsomalla tähtiä kuinka nopeasti se kääntyy. Joten, tähtitieteilijät etsivät muutoksia sen kirkkaudessa, jotka johtuvat sen pinnan tummista pisteistä - tähtiekvivalentista auringonpilkkujen. Ne ovat osa aurinkoa normaali toiminta ja sitä voidaan seurata samalla tavalla kuin tähtipotteja. Toisin kuin aurinko, etäinen tähti on kuitenkin ratkaisematon valopiste. Joten, tähtitieteilijät eivät voi nähdä suoraan aurinkopistettä tähtilevyn poikki. Sen sijaan he tarkkailevat, että tähti himmenee hiukan, kun aurinkopiste ilmestyy, ja kirkkuu jälleen, kun aurinkopiste pyörii näkymästä.

Näitä muutoksia on erittäin vaikea mitata, koska tyypillinen tähti himmenee paljon vähemmän kuin yksi prosentti. Ja aika on ongelma. Auringon kohdalla voi kestää päiviä, kun aurinkopiste ylittää tähden kasvot. Sama pätee tähtipisteillä varustettuihin tähtiin. Jotkut tutkijat ovat kiertäneet tämän käyttämällä NASA: n tietoja planeetta-metsästys Kepler avaruusalus, joka antoi täsmälliset ja jatkuvat tähtien kirkkaudet.

Yksi joukkue tutki lisää tähtiä, jotka painoivat 80–140 prosenttia yhtä paljon kuin aurinko. He pystyivät mittaamaan 30 tähden pyörii ajanjaksolla 4 - 23 päivää verrattuna nykyiseen aurinkoa koskevaan 26 päivän spin -jaksoon. NGC 6819: n kahdeksan tähden, jotka ovat kaikkein samankaltaisia ​​kuin aurinko, keskimääräinen spin-aika on 18,2 päivää, voimakkaasti mikä tarkoittaa, että Auringon jakso oli suunnilleen tuon arvon ollessa 2,5 miljardia vuotta vanha (noin 2 miljardia vuotta) sitten).

Ryhmä arvioi sitten useita olemassa olevia tietokonemalleja, jotka laskevat tähtien spin-nopeudet niiden massojen ja ikien perusteella, ja määritteli, mikä malli vastasi parhaiten heidän havaintojaan.

• Pyöritysnopeus auttaa tähtitieteilijöitä määrittämään tietoja tähden iästä ja kehityksestä.
• Tutkijat tutkivat jatkuvasti pyörimisnopeutta ymmärtääksesi kuinka erityyppiset tähdet muuttuvat ajan myötä.
• Aurinkomme, kuten muut tähdet, pyörii akselillaan.