Hvor gammel er en stjerne?

Astronomer har noen få verktøy for å studere stjerner som lar dem finne ut av relative aldre, for eksempel å se på temperaturene og lysstyrken. Generelt er rødlige og oransje stjerner eldre og kjøligere, mens blåhvite stjerner er varmere og yngre. Stjerner som solen kan betraktes som "middelaldrende" siden alderen ligger et sted mellom de kule røde eldste og deres hete yngre søsken. Den generelle regelen er at varmere og mye mer massive stjerner, slik som de blålige stjernene viser i dette bildet, sannsynligvis vil leve kortere. Men, hvilke ledetråder finnes det for å fortelle astronomer hvor lenge disse livene vil være?

Det er et ekstremt nyttig verktøy som astronomer kan bruke til å finne ut aldre av stjerner som knytter seg direkte til hvor gammel stjernen er. Den bruker spinnhastigheten til en stjerne (det vil si hvor raskt den snurrer på aksen). Som det viser seg, reduserer stjernespinnhastigheten seg når stjernene eldes. Det faktum fascinerte et forskerteam på

Å kunne fortelle stjerners aldre er grunnlaget for å forstå hvordan astronomiske fenomener som involverer stjerner og deres ledsagere utspiller seg over tid. Å kjenne en stjerners alder er viktig av mange grunner å ha med å gjøre stjernedannelse priser i galakser så vel som dannelse av planeter.

Det er også spesielt relevant for jakten på tegn på fremmede liv utenfor solsystemet vårt. Det har tatt lang tid før livet på jorden oppnår kompleksiteten vi finner i dag. Med en nøyaktig stjerneklokke kan astronomer identifisere stjerner med planeter som er like gamle som vår sol eller eldre.

En stjerners spinnhastighet avhenger av alderen fordi den bremser jevnt og trutt med tiden, som en topp som spinner på et bord bremser etter noen minutter. En stjerners spinn avhenger også av massen. Astronomer har funnet ut at større, tyngre stjerner har en tendens til å snurre raskere enn mindre, lettere. Det er et nært matematisk forhold mellom masse, spinn og alder. Mål de to første, så er det relativt enkelt å beregne de tredje.

Denne metoden ble først foreslått i 2003 av astronom Sydney Barnes fra Leibniz Institute for Physics i Tyskland. Det kalles "gyrochronology" fra de greske ordene gyros (Rotasjon), Chronos (tid / alder), og logoer (studere). For at gyrochronology aldre skal være nøyaktige og presise, må astronomer kalibrere sine nye stjerneklokker ved å måle spinneperiodene til stjerner med både kjente aldre og masser. Meibom og kollegene studerte tidligere en klynge av milliarder år gamle stjerner. Denne nye studien undersøker stjerner i den 2,5 milliarder år gamle klyngen kjent som NGC 6819, og utvider dermed aldersområdet betydelig.

Å måle en stjerners spinn er ikke en lett oppgave. Ingen kan si bare ved å se på en stjerne hvor fort den svinger. Så astronomer ser etter endringer i lysstyrken forårsaket av mørke flekker på overflaten - den stjerneekvivalenten til solflekker. De er en del av solens normal aktivering og kan spores akkurat som starspots kan. I motsetning til vår sol, er en fjern stjerne imidlertid et uløst lyspunkt. Så astronomer kan ikke direkte se en solflekk krysse stjerneskiven. I stedet ser de på at stjernen skal dempe litt når det vises en solflekk, og lyser igjen når solflekken roterer fra utsikten.

Disse endringene er svært vanskelige å måle fordi en typisk stjerne dimmes med mye mindre enn 1 prosent. Og tiden er et problem. For solen kan det ta dager før en solflekk krysser stjernens ansikt. Det samme er stjerner med starspots. Noen forskere har funnet seg til rette ved å bruke data fra NASAs planet-jakt Kepler romfartøy, som ga presise og kontinuerlige målinger av stjernens lysstyrke.

Ett team undersøkte flere stjerner som veide 80 til 140 prosent så mye som Solen. De var i stand til å måle spinnene til 30 stjerner med perioder som varierte fra 4 til 23 dager, sammenlignet med den nåværende 26-dagers spinnperioden for Sola. De åtte stjernene i NGC 6819 mest lik Solen har en gjennomsnittlig spinnperiode på 18,2 dager, sterkt noe som innebærer at solens periode var omtrent den verdien da den var 2,5 milliarder år gammel (ca. 2 milliarder år) siden).

Teamet evaluerte deretter flere eksisterende datamodeller som beregnet spinnhastigheten for stjerner, basert på deres masser og aldre, og bestemte hvilken modell som best matchet observasjonene.

• Spin rate hjelper astronomer med å bestemme informasjon om en stjernes alder og evolusjon.
• Forskere studerer kontinuerlig spinnhastigheter for å forstå hvordan forskjellige typer stjerner endres gjennom tid.
• Solen vår, som andre stjerner, snurrer på aksen.