Astronomai turi keletą įrankių tyrinėti žvaigždes, kurios leidžia joms išsiaiškinti santykinį amžių, pavyzdžiui, pažvelgti į jų temperatūrą ir ryškumą. Apskritai rausvai ir oranžinės žvaigždės yra senesnės ir vėsesnės, o melsvai baltos žvaigždės yra karštesnės ir jaunesnės. Žvaigždes, tokias kaip Saulė, galima laikyti „vidutinio amžiaus“, nes jų amžius yra kažkur tarp jų šaunių raudonųjų vyresniųjų ir karštų jaunesnių brolių ir seserų. Bendra taisyklė yra tokia, kad karštesnės ir daug masyvesnės žvaigždės, tokios, kaip melsvos spalvos žvaigždės vaizduojamos šiame paveikslėlyje, greičiausiai gyvena trumpiau. Bet kokių įkalčių yra, kad astronomai galėtų pasakyti, kiek ilgai gyvens?
Yra nepaprastai naudingas įrankis, kurį astronomai gali naudoti norėdami išsiaiškinti žvaigždžių amžių, tiesiogiai susiejant su tuo, kiek metų yra žvaigždė. Jis naudoja žvaigždės sukimosi greitį (tai yra, kaip greitai ji sukasi apie savo ašį). Kaip paaiškėja, žvaigždžių sukimosi dažnis lėtėja senstant žvaigždėms. Šis faktas suintrigavo tyrimų grupę
Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centras, vadovaujama astronomo Soreno Meibomo. Jie nusprendė sukonstruoti laikrodį, kuris galėtų išmatuoti žvaigždžių sukimus ir taip nustatyti žvaigždės amžių.Kodėl svarbu žinoti žvaigždės amžių?
Gebėjimas pasakyti žvaigždžių amžių yra pagrindas suprasti, kaip bėgant laikui atsiskleidžia astronominiai reiškiniai, kuriuose dalyvauja žvaigždės ir jų palydovai. Žinoti žvaigždės amžių yra svarbu dėl daugelio priežasčių, susijusių su žvaigžde žvaigždžių formavimas rodikliai galaktikose, taip pat planetų susidarymas.
Tai taip pat ypač svarbu ieškant svetimo gyvenimo požymių už mūsų saulės sistemos ribų. Gyvenimas Žemėje užtruko ilgai, kad būtų pasiektas šiandieninis sudėtingumas. Tiksliu žvaigždžių laikrodžiu astronomai gali identifikuoti žvaigždes su planetomis, kurios yra tokios pat senos kaip mūsų Saulė ar senesnės.
Žvaigždės nugara pasakoja pasaką
Žvaigždės sukimosi dažnis priklauso nuo jos amžiaus, nes laikui bėgant ji pamažu lėtėja, tarsi viršuje esantis suktis ant stalo sulėtėja po kelių minučių. Žvaigždės nugara taip pat priklauso nuo jos masės. Astronomai nustatė, kad didesnės, sunkesnės žvaigždės linkusios suktis greičiau nei mažesnės, lengvesnės. Tarp masės, nugaros ir amžiaus yra glaudus matematinis ryšys. Išmatuokite pirmuosius du, o trečiąjį palyginti nesunku apskaičiuoti.
Šį metodą pirmą kartą pasiūlė 2003 m. Vokietijos Leibnizo fizikos instituto astronomas Sydney Barnes. Iš graikų kalbos žodžių ji vadinama „girochronologija“ giroskopai (sukimas), chronos (laikas / amžius) ir logotipai (tyrimas). Norėdami, kad amžiaus tarpsnis būtų tikslus ir tikslus, astronomai turi sukalibruoti savo naujus žvaigždžių laikrodžius išmatuodami žvaigždžių, kurių žinomas amžius ir masė, sukimosi periodus. Meibomas ir jo kolegos anksčiau tyrinėjo milijardo metų žvaigždžių spiečius. Šiame naujame tyrime nagrinėjamos žvaigždės 2,5 milijardo metų klasteryje, žinomu kaip NGC 6819, ir taip žymiai praplečiamas amžiaus diapazonas.
Išmatuoti žvaigždės sukimąsi nėra lengva užduotis. Niekas negali pasakyti tik pažiūrėjęs į žvaigždę, kaip greitai ji sukasi. Taigi astronomai ieško ryškumo pokyčių, kuriuos sukelia tamsios dėmės ant paviršiaus - žvaigždžių atitikmuo saulės dėmės. Tai yra saulės dalis normalus aktyvumas ir gali būti stebimas taip pat, kaip ir žvaigždžių taškai. Tačiau skirtingai nuo mūsų Saulės, tolima žvaigždė yra neišspręstas šviesos taškas. Taigi astronomai negali tiesiogiai pamatyti saulės dėmės, kertančios žvaigždės diską. Vietoj to, jie stebi, ar žvaigždė šiek tiek pritemsta, kai pasirodo saulės dėmė, ir vėl pašviesėja, kai saulės spindulys pasisuka iš vaizdo.
Šiuos pokyčius labai sunku išmatuoti, nes tipiška žvaigždė pritemsta daug mažiau nei 1 proc. Laikas yra problema. Saulė gali užtrukti kelias dienas, kol saulės spindulys pateks į žvaigždės veidą. Tas pats pasakytina ir apie žvaigždes su žvaigždutėmis. Kai kurie mokslininkai pasinaudojo NASA duomenimis planetų medžioklė Kepleris erdvėlaivis, kuris užtikrino tikslų ir nuolatinį žvaigždžių ryškumo matavimus.
Viena komanda ištyrė daugiau žvaigždžių, sveriančių nuo 80 iki 140 procentų tiek, kiek Saulė. Jie sugebėjo išmatuoti 30 žvaigždžių sukinius, kurių laikotarpiai svyruoja nuo 4 iki 23 dienų, palyginti su dabartiniu Saulės 26 dienų nugaros periodu. Aštuonių NGC 6819 žvaigždžių, labiausiai panašių į Saulę, vidutinis sukimosi laikotarpis yra stipriai 18,2 dienos tai reiškia, kad Saulės laikotarpis buvo maždaug tas, kai jai buvo 2,5 milijardo metų (maždaug 2 milijardai metų) prieš).
Tada komanda įvertino kelis esamus kompiuterinius modelius, kurie apskaičiuoja žvaigždžių sukimosi greitį pagal jų masę ir amžių ir nustatė, kuris modelis geriausiai atitiko jų stebėjimus.
Greiti faktai
- Sukimosi dažnis astronomams padeda nustatyti informaciją apie žvaigždės amžių ir evoliuciją.
- Tyrėjai nuolat tiria sukimosi greitį, kad suprastų, kaip laikui bėgant keičiasi skirtingi žvaigždžių tipai.
- Mūsų Saulė, kaip ir kitos žvaigždės, sukasi apie savo ašį.