Astronomer har et par værktøjer til at studere stjerner, der lader dem finde ud af relative aldre, såsom at se på deres temperaturer og lysstyrke. Generelt er rødlige og orange stjerner ældre og køligere, mens blåhvide stjerner er varmere og yngre. Stjerner som solen kan betragtes som "middelaldrende", da deres aldre ligger et sted mellem deres kølige røde ældre og deres varme yngre søskende. Den generelle regel er, at varmere og meget mere massive stjerner, som de blålige stjerner viser i dette billede, sandsynligvis lever kortere liv. Men hvilke ledetråde findes der for at fortælle astronomer, hvor længe disse liv vil være?
Der er et ekstremt nyttigt værktøj, som astronomer kan bruge til at finde ud af aldre af stjerner, der binder direkte til, hvor gammel stjernen er. Den bruger en stjernes omdrejningshastighed (det vil sige, hvor hurtigt den roterer på sin akse). Det viser sig, at stjernernes omdrejningstal aftager, når stjerner bliver ældre. Den kendsgerning fascinerede et forskerteam på
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ledet af astronom Soren Meibom. De besluttede at konstruere et ur, der kan måle de stjernespins og således bestemme stjernens alder.Hvorfor er det at kende en stjernealder vigtigt?
At være i stand til at fortælle stjernernes aldre er grundlaget for at forstå, hvordan astronomiske fænomener involverer stjerner og deres ledsagere udspiller sig over tid. At kende en stjerners alder er vigtig af mange grunde, der har at gøre med stjernedannelse priser i galakser såvel som dannelse af planeter.
Det er også især relevant for søgningen efter tegn på fremmed liv uden for vores solsystem. Det har taget lang tid for livet på Jorden at nå den kompleksitet, vi finder i dag. Med et nøjagtigt stjernemarked kan astronomer identificere stjerner med planeter, der er lige så gamle som vores sol eller ældre.
Spin af en stjerne fortæller fortællingen
En stjernes omdrejningshastighed afhænger af dens alder, fordi den sænker støt med tiden, ligesom en top, der drejer på et bord, aftager efter et par minutter. En stjernespind afhænger også af dens masse. Astronomer har fundet, at større, tungere stjerner har en tendens til at snurre hurtigere end mindre, lettere stjerner. Der er et tæt matematisk forhold mellem masse, spin og alder. Mål de to første, og det er relativt let at beregne det tredje.
Denne metode blev først foreslået i 2003 af astronom Sydney Barnes fra Leibniz Institute for Physics i Tyskland. Det kaldes "gyrochronology" fra de græske ord gyros (Rotation), Chronos (tid / alder) og logoer (undersøgelse). For at gyrochronology aldre skal være nøjagtige og præcise, må astronomer kalibrere deres nye stjernestole ved at måle spinperioderne for stjerner med både kendte aldre og masser. Meibom og hans kolleger studerede tidligere en klynge af milliarder år gamle stjerner. Denne nye undersøgelse undersøger stjerner i den 2,5 milliarder år gamle klynge, kendt som NGC 6819, og forlænger derved aldersområdet betydeligt.
At måle en stjernespind er ikke en let opgave. Ingen kan fortælle det ved blot at se på en stjerne, hvor hurtigt den drejer. Så astronomer kigger efter ændringer i dens lysstyrke forårsaget af mørke pletter på dens overflade - det stjerneækvivalent af solpletter. Disse er en del af Solens normal aktivering og kan spores lige som starspots kan. I modsætning til vores sol er en fjern stjerne imidlertid et uopløst lyspunkt. Så astronomer kan ikke direkte se et solfleks krydse stjernernes disk. I stedet holder de øje med, at stjernen svækkes lidt, når der vises en solflekk, og lyser igen, når solflekken roterer ud af visningen.
Disse ændringer er meget vanskelige at måle, fordi en typisk stjerne dæmpes med meget mindre end 1 procent. Og tiden er et problem. For solen kan det tage dage, før et solfleks krydser stjernens ansigt. Det samme gælder stjerner med starspots. Nogle forskere har fået det ved at bruge data fra NASA's planet-jagt Kepler rumfartøj, der leverede præcise og kontinuerlige målinger af stjernernes lysstyrker.
Et hold undersøgte flere stjerner, der vejer 80 til 140 procent så meget som Solen. De var i stand til at måle spins fra 30 stjerner med perioder fra 4 til 23 dage sammenlignet med den nuværende 26-dages spinperiode af Solen. De otte stjerner i NGC 6819, der ligner mest solen, har en gennemsnitlig spinperiode på 18,2 dage, stærkt hvilket antyder, at Solens periode var omkring den værdi, da den var 2,5 milliarder år gammel (ca. 2 milliarder år) siden).
Holdet evaluerede derefter flere eksisterende computermodeller, der beregner centrifugeringshastighederne for stjerner, baseret på deres masse og alder, og bestemte, hvilken model der bedst matchede deres observationer.
Hurtige fakta
- Spinhastighed hjælper astronomer med at bestemme oplysninger om en stjernes alder og udvikling.
- Forskere studerer kontinuerligt spinhastigheder for at forstå, hvordan forskellige typer stjerner ændrer sig gennem tiden.
- Vores sol snyder som andre stjerner på sin akse.