旋轉(zhuǎn)可以告訴明星的年齡

天文學(xué)家有一些工具可以研究恒星，讓它們找出相對(duì)年齡，比如觀(guān)察它們的溫度和亮度。一般來(lái)說(shuō)，紅星和橙星更老更冷，藍(lán)白色星更熱更年輕。像太陽(yáng)一樣的恒星可以被認(rèn)為是"中年人"因?yàn)樗麄兊哪挲g介于他們涼爽的紅色長(zhǎng)者和熱的年輕兄弟姐妹之間。一般規(guī)則是更熱，更大的恒星，如藍(lán)色星星在這個(gè)形象中，可能會(huì)活得更短。但是，有什么線(xiàn)索可以告訴天文學(xué)家這些生命會(huì)持續(xù)多久？

在那里'這是一個(gè)非常有用的工具，天文學(xué)家可以用來(lái)計(jì)算出直接與恒星有多大關(guān)系的恒星的年齡。它使用恒星的旋轉(zhuǎn)速率（即，它在其軸上旋轉(zhuǎn)的速度）。事實(shí)證明，隨著恒星的老化，恒星的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)減慢。這個(gè)事實(shí)引起了由天文學(xué)家Soren Meibom領(lǐng)導(dǎo)的哈佛Smithsonian星形物理中心研究小組的興趣。他們決定構(gòu)建一個(gè)可以測(cè)量恒星自旋的時(shí)鐘，從而確定恒星的年齡。

為什么知道一顆星形'年齡很重要？

能夠說(shuō)出恒星的年齡是了解涉及恒星及其同伴的天文現(xiàn)象如何隨著時(shí)間推移而展開(kāi)的基礎(chǔ)。知道一顆恒星's的年齡很重要，原因很多，與宇宙中的恒星形成率以及行星的形成有關(guān)。

它'也與尋找太陽(yáng)系外外來(lái)生命跡象特別相關(guān)。地球上的生命需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到我們今天發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜性。通過(guò)**的恒星時(shí)鐘，科學(xué)家可以識(shí)別出具有與我們的太陽(yáng)或更老太陽(yáng)一樣古老的行星的恒星。

一顆恒星的旋轉(zhuǎn)告訴故事37 38

一顆恒星's旋轉(zhuǎn)速度取決于它的年齡，因?yàn)樗S著時(shí)間的推移穩(wěn)步減慢，就像桌子上的頂部旋轉(zhuǎn)在幾分鐘后減慢一樣。星形's自旋也取決于其質(zhì)量。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，較大的，較重的恒星往往比較小的，較輕的恒星旋轉(zhuǎn)得更快。質(zhì)量，自旋和年齡之間存在密切的數(shù)學(xué)關(guān)系。測(cè)量前兩個(gè)，并且計(jì)算第三個(gè)相對(duì)容易。

該方法于2003年由德國(guó)萊布尼茨物理研究所的天文學(xué)家悉尼巴恩斯首次提出。它's稱(chēng)為"Gyrochrology"希臘語(yǔ)gyros（旋轉(zhuǎn)），chronos（時(shí)間/年齡）和徽標(biāo)（學(xué)習(xí)）。為了使陀螺儀的年齡準(zhǔn)確和*理財(cái)小知識(shí)*，天文學(xué)家必須通過(guò)測(cè)量已知年齡和質(zhì)量的恒星的自旋周期來(lái)校準(zhǔn)它們的新恒星時(shí)鐘。Meibom和他的同事以前研究過(guò)一群十億歲的明星。這項(xiàng)新研究檢查了25億年前被稱(chēng)為NGC 6819的星團(tuán)，從而顯著延長(zhǎng)了年齡范圍。

測(cè)量一顆恒星's旋轉(zhuǎn)并不是一件容易的事。沒(méi)有人能夠僅僅通過(guò)看一顆恒星來(lái)判斷它的轉(zhuǎn)動(dòng)速度有多快。因此，天文學(xué)家尋找由其表面上的黑點(diǎn)引起的亮度變化-相當(dāng)于防曬霜的恒星。這些是太陽(yáng)##39正?；顒?dòng)的一部分，可以像星點(diǎn)一樣進(jìn)行跟蹤。然而，與我們的太陽(yáng)不同，遙遠(yuǎn)的恒星是一個(gè)尚未解決的光點(diǎn)。因此，天文學(xué)家可以直接看到穿過(guò)星狀盤(pán)的太陽(yáng)斑。相反，當(dāng)出現(xiàn)防曬霜時(shí)，他們會(huì)觀(guān)察星形變暗，當(dāng)防曬霜旋轉(zhuǎn)離開(kāi)視野時(shí)，它們會(huì)再次變亮。

這些變化很難測(cè)量，因?yàn)榈湫偷男切伟枷葸h(yuǎn)小于1%。而且，時(shí)間是一個(gè)問(wèn)題。F或太陽(yáng)，防曬霜可能需要幾天時(shí)間才能穿過(guò)恒星's面。有星點(diǎn)的星星也是如此。一些科學(xué)家通過(guò)使用NASA's planet huntingKepler航天器的數(shù)據(jù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，該航天器提供了**和連續(xù)的恒星亮度測(cè)量。

一個(gè)團(tuán)隊(duì)檢查了更多重80%到140%的太陽(yáng)。他們能夠測(cè)量30顆恒星的自旋，周期從4天到23天不等，而目前太陽(yáng)的自旋周期為26天。NGC 6819中與太陽(yáng)最相似的八星平均旋轉(zhuǎn)周期為18.2天，強(qiáng)烈暗示太陽(yáng)'s期在25億年前（約20億年前）約為該值。

然后，該團(tuán)隊(duì)評(píng)估了幾種現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)模型，根據(jù)它們的質(zhì)量和年齡計(jì)算出恒星的自旋速率，并確定哪種模型***他們的觀(guān)察結(jié)果。

快速事實(shí)

• 自旋速率有助于科學(xué)家確定有關(guān)恒星年齡和演化的信息。
• 研究人員不斷研究自旋速率，以了解不同類(lèi)型恒星如何隨時(shí)間變化。
• 我們的太陽(yáng)，像其他恒星一樣，在其軸上旋轉(zhuǎn)。