Оценка звездного возраста
используются различные методы и инструменты Для оценки возраста звезды — попытка определить с разумной степенью уверенности, каков возраст звезды. Эти методы включают , среди прочего, модели звездной эволюции , принадлежность к определенному звездному скоплению или системе , соответствие звезды стандартной системе классификации по спектру и светимости , а также наличие протопланетного диска . Почти все методы определения возраста требуют знания массы звезды, которую можно узнать различными методами. Ни один отдельный метод не может дать точных результатов для всех типов звезд. [2]
Увеличение светимости и диаграмма Герцшпрунга – Рассела.
[ редактировать ]По мере старения звезд 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 , поскольку на продвинутых стадиях эволюции звезды, таких как стадия красного гиганта , стандартное соотношение для определения возраста больше не выполняется. Однако, когда можно наблюдать красную гигантскую звезду с известной массой, можно рассчитать время жизни главной последовательности: [4] и, таким образом, известен минимальный возраст звезды, учитывая, что она находится на поздней стадии своей эволюции. Поскольку звезда проводит лишь около 1% своей жизни в качестве красного гиганта, [5] это точный метод определения возраста.
Звезды поля
[ редактировать ]
Различные свойства звезд также можно использовать для определения их возраста. Например, система Эта Киля выбрасывает большое количество газа и пыли. Эти огромные вспышки можно использовать для вывода о том, что звездная система приближается к концу своей жизни и взорвется как сверхновая в течение относительно короткого периода астрономического 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, превышающие средний радиус орбиты Юпитера в Солнечной системе , что показывает, что они на крайне поздних стадиях эволюции. [7] Бетельгейзе погибнет в результате взрыва сверхновой в течение следующего миллиона лет. В частности, ожидается, что [8]
Помимо сценариев, когда сверхмассивные звезды перед смертью резко сбрасывают свои внешние слои, можно найти и другие примеры свойств звезд, иллюстрирующие их возраст. Например, переменные цефеиды имеют характерный рисунок на кривых блеска , частота повторения которого зависит от светимости звезды. [9] Поскольку переменные цефеид представляют собой относительно короткую эволюционную стадию жизненного цикла звезд, а знание массы звезды позволяет отслеживать звезду на ее эволюционном пути, можно оценить возраст переменной цефеиды.
Исключительные звездные свойства, позволяющие оценить возраст, не ограничиваются продвинутыми стадиями эволюции. Когда звезда с массой примерно солнечной демонстрирует переменность T Тельца , астрономы могут определить возраст звезды как предшествующий началу фазы главной последовательности жизни звезды. [10] Кроме того, более массивные звезды до главной последовательности могут быть звездами Ae/Be Хербига . [11] Если красный карлик испускает огромные звездные вспышки и рентгеновское излучение , 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 скоплении или системе
[ редактировать ]
Членство в звездном скоплении или звездной системе позволяет определить приблизительный возраст большого количества звезд, присутствующих внутри. Когда можно определить возраст звезд другими методами, например перечисленными выше, можно определить возраст всех тел в системе. [13] Это особенно полезно в скоплениях звезд, которые демонстрируют большое разнообразие звездных масс, стадий эволюции и классификаций. Хотя это и не является полностью независимым от свойств звезд в скоплении, системе или другой ассоциации звезд разумного размера, астроному потребуется только репрезентативная выборка звезд, чтобы определить возраст скопления, а не кропотливо определять возраст 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, и, зная возраст одной звезды, можно узнать возраст всех остальных. [14]
Однако этот метод не работает для галактик . Эти единицы намного крупнее и не являются просто единичным творением звезд, которое позволяет таким образом определять их возраст. Создание звезд в галактике происходит в течение миллиардов лет. [15] даже несмотря на то, что звездообразование, возможно, уже давно прекратилось (см. эллиптическую галактику ). Самые старые звезды в галактике могут лишь установить минимальный возраст галактики (когда началось звездообразование), но ни в коем случае не определить фактический возраст. [16]
Наличие протопланетного диска
[ редактировать ]Наряду с другими факторами, наличие протопланетного диска устанавливает максимальный предел возраста звезд. Звезды с протопланетными дисками обычно молоды и сравнительно недавно перешли на главную последовательность. [17] Со временем этот диск объединится, образуя планеты , а остатки материала будут откладываться в различные пояса астероидов и другие подобные места. Однако наличие планет-пульсаров усложняет этот метод определения возраста.
Гирохронология
[ редактировать ]Гирохронология — 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 возраста звезд, чем другие методы для звезд поля. [18]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Космический световой меч» . Проверено 21 декабря 2015 г.
- ^ Содерблом, Дэвид Р. (2010). «Эпоха звезд». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 48 : 581–629. arXiv : 1003.6074 . Бибкод : 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 . 6 сезон. 5 серия. Событие происходит в 41:46. История . Проверено 15 июля 2018 г.
Солнце становится ярче примерно на 10% каждый миллиард лет.
- ^ «Время жизни главной последовательности» . Суинбернская астрономия онлайн . Суинбернский технологический университет . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ «Красные гиганты» . Суинбернская астрономия онлайн . Суинбернский технологический университет . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Немиров Р.; Боннелл, Дж., ред. (26 марта 2006 г.). «Обреченная звезда Эта Киля» . Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Каин, Фрейзер. «В.И. Большого Пса» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Ян, О'Нил. «НЕ ПАНИКУЙТЕ: Бетельгейзе не взорвется в 2012 году» . Новости Дискавери . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Сопер, Дэвидсон Э. «Переменные звезды цефеиды» . АСТР 123 . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Каин, Фрейзер (6 февраля 2009 г.). «Т Таури Стар» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Звезды Хербига Ae/Be
- ^ Ширбер, Майкл (9 апреля 2009 г.). «Может ли жизнь процветать вокруг красного карлика?» . Space.com .
- ^ Хименес, Рауль (6 января 1998 г.). «Возраст шарового скопления» . Труды Национальной академии наук . 95 (1): 13–17. Бибкод : 1998PNAS...95...13J . дои : 10.1073/pnas.95.1.13 . ПМК 34183 . ПМИД 9419317 .
- ^ «Двойные звездные системы против планетарной системы» . Астрономия 161 лекция . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Уэтингтон, Николос. «Эра Млечного Пути» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Уэтингтон, Николос. «Факты о Млечном Пути» . Вселенная сегодня . Проверено 7 марта 2012 г.
- ^ Мамаек, Э.Э.; Усуда, Томонори; Тамура, Мотохидэ; Исии, Мики (2009). «Начальные условия формирования планет: время жизни первичных дисков». Материалы конференции AIP . 1158 : 3–10. arXiv : 0906.5011 . Бибкод : 2009AIPC.1158....3M . дои : 10.1063/1.3215910 . S2CID 16660243 .
- ^ Jump up to: а б «Гирохронология» . Журнал «Астробиология» . Архивировано из оригинала 4 ноября 2010 года . Проверено 18 марта 2012 г.
