Для оценки возраста звезды используются различные методы и инструменты - это попытка определить с разумной степенью уверенности возраст звезды. Эти методы включают в себя модели звездной эволюции , принадлежность к определенному звездному скоплению или системе , соответствие звезды стандартной системе спектральной классификации и классификации светимости , а также наличие протопланетного диска , 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 возраста звезды на главной последовательности , потому что на продвинутых стадиях эволюции звезды, таких как стадия красного гиганта , стандартное соотношение для определения возраста больше не выполняется. Однако, когда можно наблюдать звезду красного гиганта с известной массой, можно вычислить время жизни на главной последовательности [4], и, таким образом, известен минимальный возраст звезды, учитывая, что она находится на продвинутой стадии своей эволюции. Поскольку звезда тратит только около 1% от своего общего времени жизни в качестве красного гиганта [5], это точный метод определения возраста.
Оценка звездного возраста звезд
Для определения возраста также можно использовать различные свойства звезд. Например, система Eta Carinae выделяет большое количество газа и пыли. Эти огромные вспышки могут быть использованы, чтобы сделать вывод о том, что звездная система приближается к концу своей жизни и взорвется как сверхновая в течение относительно короткого астрономического периода времени. [6] Очень большие звезды, такие как VY Canis Majoris , одна из крупнейших известных звезд , вместе с NML Cygni , VX Sagittarii и Trumpler 27-1 имеют радиусы больше, чем средний радиус орбиты Юпитера в Солнечной системе , что показывает что они находятся на очень поздних стадиях эволюции. [7] В частности, ожидается, что Бетельгейзе 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, переменные цефеиды имеют характерный образец кривых блеска , частота повторения которых зависит от светимости звезды. [9] Поскольку переменные цефеиды представляют собой относительно короткий этап эволюции в жизненном цикле звезд, и зная массу звезды, можно проследить звезду на ее эволюционном пути, можно оценить возраст переменной цефеиды.
Исключительные звездные свойства, позволяющие оценить возраст, не ограничиваются продвинутыми стадиями эволюции. Когда звезда примерно с солнечной массой демонстрирует переменность типа Т Тельца , астрономы могут определить возраст звезды как до начала фазы главной последовательности жизни звезды. [10] Кроме того, более массивными звездами до главной последовательности могут быть звезды Ae / Be Хербига . [11] Если красный карлик излучает огромные звездные вспышки и рентгеновские лучи , можно рассчитать, что звезда находится на ранней стадии своей жизни на главной последовательности, после чего она станет менее изменчивой и станет стабильной. [12]
Членство в звездном кластере или системе
Принадлежность к звездному скоплению или звездной системе позволяет приписывать приблизительный возраст 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 звездных масс, стадий эволюции и классификации. Хотя астроном не полностью независим от свойств звезд в скоплении, системе или другой ассоциации звезд разумного размера, для определения возраста скопления потребуется только репрезентативная выборка звезд, а не кропотливое определение возраста звезд. каждая звезда в скоплении через другие свойства.
Кроме того, знание возраста одного члена звездной системы может помочь определить возраст этой системы. В звездной системе звезды почти всегда формируются одновременно друг с другом, и, учитывая возраст одной звезды, можно узнать возраст всех остальных. [14]
Однако для галактик этот метод не работает . 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], хотя звездообразование, возможно, уже давно прекратилось (см. Эллиптическая галактика ). Самые старые звезды в галактике могут только установить минимальный возраст галактики (когда началось звездообразование), но ни в коем случае не определить фактический возраст. [16]
Наличие протопланетного диска
Наряду с другими факторами наличие протопланетного диска устанавливает максимальный предел возраста звезд. Звезды с протопланетными дисками, как правило, молодые, они совсем недавно перешли на главную последовательность. [17] Со временем этот диск объединится, образуя планеты , а остатки материала будут размещаться в различных поясах астероидов и других подобных местах. Однако наличие пульсарных планет усложняет этот метод определения возраста.
Гирохронология
Гиро-хронология - это метод, используемый для определения возраста звезд поля путем измерения скорости их вращения и последующего сравнения этой скорости 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
- Гирохронология
- Звездная эволюция
Рекомендации
- ^ "Космический световой меч" . Проверено 21 декабря 2015 года .
- ^ Содерблом, Дэвид Р. (2010). «Века звезд». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 48 : 581–629. arXiv : 1003.6074 . Bibcode : 2010ARA & A..48..581S . DOI : 10.1146 / annurev-astro-081309-130806 . S2CID 119102781 .
- ^ Браунли, Дональд (29 ноября 2011 г.). «Худшие дни на планете Земля» . Вселенная . Сезон 6. Эпизод 5. Событие происходит в 41:46. История . Проверено 15 июля 2018 года .
Солнце становится ярче примерно на 10% каждые миллиард лет.
- ^ «Время жизни основной последовательности» . Swinburne Astronomy Online . Технологический университет Суинберна . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ «Красные звезды-гиганты» . Swinburne Astronomy Online . Технологический университет Суинберна . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Nemiroff, R .; Боннелл, Дж., Ред. (26 марта 2006 г.). "Обреченная звезда Эта Киля" . Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Каин, Фрейзер. "VY Canis Majoris" . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Йен, О'Нил. «НЕ ПАНИКА: Бетельгейзе не взорвется в 2012 году» . Новости открытия . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Сопер, Дэвидсон Э. "Цефеиды переменных звезд" . АСТР 123 . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Каин, Фрейзер (6 февраля 2009 г.). "Звезда Т Тельца" . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Herbig Ae / Be звезды
- ^ Ширбер, Майкл (9 апреля 2009 г.). "Может ли жизнь процветать вокруг звезды красного карлика?" . Space.com .
- ^ Хименес, Рауль (6 января 1998 г.). «Возраст шарового скопления» . Труды Национальной академии наук . 95 (1): 13–17. Bibcode : 1998PNAS ... 95 ... 13J . DOI : 10.1073 / pnas.95.1.13 . PMC 34183 . PMID 9419317 . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ «Двойные звездные системы против планетарной системы» . Астрономия 161 лекция . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Уэтингтон, Николас. «Возраст Млечного Пути» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Уэтингтон, Николас. «Факты о Млечном Пути» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 года .
- ^ Mamajek, EE; 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 . DOI : 10.1063 / 1.3215910 . S2CID 16660243 .
- ^ а б «Гирохронология» . Журнал астробиологии . Проверено 18 марта 2012 года .
Внешние ссылки
- Красные карлики из Вселенной сегодня
- Что такое двойная звезда? из Вселенной сегодня
- Обзорная статья: Протопланетные диски и их эволюция из астробитов