Оценка звездного возраста - Stellar age estimation

Молодая звезда выбрасывает две струи заряженного газа.[1]

Для этого используются различные методы и инструменты. оценка звездного возраста, попытка определить с разумной степенью уверенности возраст звезды. К этим методам относятся звездные эволюционные модели, членство в данной звездное скопление или же система, оснащая звезду стандартным система классификации спектров и светимости, а наличие протопланетный диск, среди прочего. Практически все методы определения возраста требуют знания массы звезды, которую можно узнать с помощью различных методов. Ни один отдельный метод не может дать точных результатов для всех типов звезд.[2]

Увеличение светимости и диаграмма Герцшпрунга – Рассела.

По мере того как звезды стареют, их светимость увеличивается с заметной скоростью.[3] Учитывая массу звезды, можно использовать эту скорость увеличения светимости, чтобы определить возраст звезды. Этот метод работает только для расчета звездного возраста на главная последовательность, потому что на продвинутых стадиях эволюции звезды, таких как красный гигант Этап стандартные отношения для определения возраста больше не выполняются. Однако, когда можно наблюдать звезду красного гиганта с известной массой, можно вычислить время жизни на главной последовательности:[4] Таким образом, минимальный возраст звезды известен, учитывая, что она находится на продвинутой стадии своей эволюции. Поскольку звезда тратит только около 1% своего общего времени жизни в качестве красного гиганта,[5] это точный метод определения возраста.

Оценка звездного возраста звезд

Эта Киля, звездная система, сильно выбрасывающая газ.

Для определения возраста также можно использовать различные свойства звезд. Например, Eta Carinae система выделяет большое количество газа и пыли. Эти огромные вспышки могут быть использованы, чтобы сделать вывод о том, что звездная система приближается к концу своего существования и взорвется как сверхновая звезда в течение относительно короткого периода астрономического времени.[6] Очень большие звезды вроде VY Canis Majoris, один из известные крупнейшие звезды, вместе с NML Cygni, VX Стрелец и Трамплер 27-1 все они имеют радиус больше, чем средний радиус орбиты Юпитер в Солнечная система, тем самым показывая, что они находятся на крайне поздних стадиях эволюции.[7] Бетельгейзе в частности, ожидается, что он умрет в результате взрыва сверхновой в течение следующего миллиона лет.[8]

Помимо сценариев сверхмассивных звезд, которые перед смертью яростно сбрасывают свои внешние слои, можно найти другие примеры свойств звезд, которые иллюстрируют их возраст. Например, Цефеид переменные имеют характерный образец в своих световые кривые, частота повторения которых зависит от светимости звезды.[9] Поскольку переменные цефеиды представляют собой относительно короткий этап эволюции в жизненном цикле звезд, а знание массы звезды позволяет проследить ее эволюционный путь, можно оценить возраст переменной цефеиды.

Исключительные звездные свойства, позволяющие оценить возраст, не ограничиваются продвинутыми стадиями эволюции. Когда звезда примерно с солнечной массой Изменчивость Т Тельца, астрономы могут определить возраст звезды как до начала главная последовательность фаза жизни звезды.[10] Кроме того, могут быть обнаружены более массивные звезды до главной последовательности. Herbig Ae / Be звезды.[11] Если красный карлик звезда испускает необъятные звездные вспышки и рентгеновские лучи, можно рассчитать, что звезда находится на ранней стадии своего существования на главной последовательности, после чего она станет менее изменчивой и станет стабильной.[12]

Членство в звездном кластере или системе

47 Тукан, а шаровое скопление.

Членство в звездное скопление или же звездная система позволяет отнести приблизительный возраст к большому количеству звезд, присутствующих внутри. Когда можно определить возраст звезд с помощью других методов, таких как перечисленные выше, можно определить возраст всех тел в системе.[13] Это особенно полезно для скоплений звезд, которые демонстрируют большое разнообразие своих звездных масс, стадий эволюции и классификации. В то время как не полностью Независимо от свойств звезд в скоплении, системе или другой ассоциации звезд разумного размера, астроному потребуется только репрезентативная выборка звезд для определения возраста скопления, а не кропотливое определение возраста каждой звезды в скоплении. кластер через другие свойства.

Кроме того, знание возраста одного члена звездной системы может помочь определить возраст этой системы. В звездной системе звезды почти всегда образуются одновременно друг с другом, и, учитывая возраст одной звезды, можно узнать возраст всех остальных.[14]

Однако этот метод не работает для галактики. Эти единицы намного больше, и они не просто одноразовое творение звезд, которое позволяет таким образом определять их возраст. Создание звезд в галактике происходит в течение миллиардов лет,[15] даже если производство звезд, возможно, уже давно прекратилось (см. эллиптическая галактика ). Самые старые звезды в галактике могут определять только минимальный возраст галактики (когда началось звездообразование), но ни в коем случае не определять фактический возраст.[16]

Наличие протопланетного диска

Смотрите также: Протопланетный диск

Наряду с другими факторами наличие протопланетный диск устанавливает максимальный предел возраста звезд. Звезды с протопланетными дисками, как правило, молодые, они сравнительно недавно перешли на главную последовательность.[17] Со временем этот диск срастается, образуя планеты, при этом остатки материала откладываются в различные пояса астероидов и другие подобные места. Однако наличие планеты-пульсары усложняет этот метод как детерминант возраста.

Гирохронология

Основная статья: Гирохронология

Гиро-хронология - это метод определения возраста звезды поля измеряя скорость их вращения, а затем сравнивая эту скорость со скоростью вращения Солнца, которое служит предварительно откалиброванными часами для этого измерения.[18] Этот метод считается более точным методом определения звездного возраста, чем другие методы для звезд поля.[18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Космический световой меч". Получено 21 декабря 2015.
  2. ^ Содерблом, Дэвид Р. (2010). «Века звезд». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики. 48: 581–629. arXiv:1003.6074. Bibcode:2010ARA & A..48..581S. Дои:10.1146 / annurev-astro-081309-130806.
  3. ^ Браунли, Дональд (29 ноября 2011 г.). «Худшие дни на планете Земля». Вселенная. Сезон 6. Эпизод 5. Событие происходит в 41:46. История. Получено 15 июля 2018. Солнце становится ярче примерно на 10% каждые миллиард лет.
  4. ^ «Продолжительность жизни основной последовательности». Swinburne Astronomy Online. Технологический университет Суинберна. Получено 7 марта 2012.
  5. ^ "Красные звезды-гиганты". Swinburne Astronomy Online. Технологический университет Суинберна. Получено 7 марта 2012.
  6. ^ Nemiroff, R .; Боннелл, Дж., Ред. (26 марта 2006 г.). "Обреченная звезда Эта Карина". Астрономическая картина дня. НАСА. Получено 7 марта 2012.
  7. ^ Каин, Фрейзер. "VY Canis Majoris". Вселенная сегодня. Получено 7 марта 2012.
  8. ^ Йен, О'Нил. "НЕ ПАНИКА: Бетельгейзе не взорвется в 2012 году". Новости открытия. Получено 7 марта 2012.
  9. ^ Сопер, Дэвидсон Э. "Цефеиды переменных звезд". АСТР 123. Получено 7 марта 2012.
  10. ^ Каин, Фрейзер (6 февраля 2009 г.). "Т Тельца Звезда". Вселенная сегодня. Получено 7 марта 2012.
  11. ^ Herbig Ae / Be звезды
  12. ^ Ширбер, Майкл (9 апреля 2009 г.). "Может ли жизнь процветать вокруг звезды красного карлика?". Space.com.
  13. ^ Хименес, Рауль (6 января 1998 г.). «Возраст шарового скопления». Труды Национальной академии наук. 95 (1): 13–17. Bibcode:1998PNAS ... 95 ... 13J. Дои:10.1073 / pnas.95.1.13. ЧВК  34183. PMID  9419317. Получено 7 марта 2012.
  14. ^ «Двойные звездные системы против планетной системы». Астрономия 161 лекция. Получено 7 марта 2012.
  15. ^ Уэтингтон, Николас. «Возраст Млечного Пути». Вселенная сегодня. Получено 7 марта 2012.
  16. ^ Уэтингтон, Николас. «Факты о Млечном Пути». Вселенная сегодня. Получено 7 марта 2012.
  17. ^ Mamajek, E.E .; Усуда, Томонори; Тамура, Мотохайд; Исии, Мики (2009). «Начальные условия формирования планет: время жизни изначальных дисков». Материалы конференции AIP. 1158: 3–10. arXiv:0906.5011. Bibcode:2009AIPC.1158 .... 3M. Дои:10.1063/1.3215910.CS1 maint: ref = harv (связь)
  18. ^ а б «Гирохронология». Журнал Astrobiology. Получено 18 марта, 2012.

внешняя ссылка