Оценка звездного возраста - Stellar age estimation
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.
Увеличение светимости и диаграмма Герцшпрунга – Рассела.
По мере того как звезды стареют, их светимость увеличивается с заметной скоростью. 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, 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, 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. 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 на очень поздних стадиях эволюции. В частности, ожидается, что Бетельгейзе умрет в результате взрыва сверхновой в течение следующего миллиона лет.
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. Поскольку переменные цефеиды являются относительно коротким этапом эволюции в жизненном цикле звезд, а знание массы звезды позволяет отслеживать 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 демонстрирует переменность Т Тельца , астрономы могут определить возраст звезды как до начала фазы главной последовательности жизни звезды. Кроме того, более массивными звездами до главной последовательности могут быть звезды Ae / Be Хербига . 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.
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. 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.
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, хотя звездообразование, возможно, уже давно прекратилось (см. Эллиптическую галактику ). Самые старые звезды в галактике могут только установить минимальный возраст галактики (когда началось звездообразование), но ни в коем случае не определить фактический возраст.
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. 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. Этот метод считается более точным методом определения звездного возраста, чем другие методы для звезд поля.