Hvězdný odhad věku - Stellar age estimation - Wikipedia

Mladá hvězda vypuzuje dva paprsky pod napětím.[1]

Jsou zapojeny různé metody a nástroje hvězdný odhad věku, pokus identifikovat v rozumné míře jistoty, jaký je věk hvězdy. Mezi tyto metody patří hvězdné evoluční modely, členství v daném hvězdokupa nebo Systém, zapadající do hvězdy standardem spektrální a světelný klasifikační systém a přítomnost a protoplanetární disk, mezi ostatními. Téměř všechny metody určování věku vyžadují znalost hmotnosti hvězdy, kterou lze poznat různými metodami. Žádná jednotlivá metoda nemůže poskytnout přesné výsledky pro všechny typy hvězd.[2]

Zvýšení svítivosti a Hertzsprung – Russellův diagram

Jak hvězdy stárnou, jejich svítivost se znatelně zvyšuje.[3] Vzhledem k hmotnosti hvězdy lze použít tuto rychlost zvýšení svítivosti k určení stáří hvězdy. Tato metoda funguje pouze pro výpočet hvězdného věku na internetu hlavní sekvence, protože v pokročilých vývojových stádiích hvězdy, jako je červený obr fázi již standardní vztah pro určování věku neplatí. Když však lze pozorovat červenou obří hvězdu se známou hmotou, lze vypočítat životnost hlavní posloupnosti,[4] a je tedy znám minimální věk hvězdy, protože je v pokročilém stádiu jejího vývoje. Jelikož hvězda tráví jen asi 1% své celkové životnosti jako červený obr,[5] toto je přesná metoda stanovení věku.

Hvězdný odhad věku hvězd

Eta Carinae, hvězdný systém, který prudce vypouští plyn.

K určení jejich stáří lze také použít různé vlastnosti hvězd. Například Eta Carinae systém emituje velké množství plynu a prachu. Tyto obrovské výbuchy lze použít k vyvození závěru, že se hvězdný systém blíží ke konci své životnosti a že exploduje jako supernova během relativně krátké doby astronomického času.[6] Velmi velké hvězdy jako VY Canis Majoris, jeden z největší známé hvězdy, dohromady s NML Cygni, VX Sagittarii a Trumpler 27-1 všechny mají poloměry větší než poloměry průměrného orbitálního poloměru Jupiter v Sluneční Soustava, což ukazuje, že jsou v extrémně pozdních vývojových fázích.[7] Betelgeuse zejména se očekává, že během příštích milionů let zemře při výbuchu supernovy.[8]

Stejně jako scénáře superhmotných hvězd, které před smrtí prudce odhodily své vnější vrstvy, lze najít další příklady vlastností hvězd, které ilustrují jejich věk. Například, Cefeidovy proměnné mají charakteristický vzor v jejich světelné křivky, jehož rychlost opakování je závislá na svítivosti hvězdy.[9] Vzhledem k tomu, že cefeidské proměnné jsou relativně krátkou evoluční fází životního cyklu hvězd a znalost hmotnosti hvězdy umožňuje, aby byla hvězda sledována na její evoluční dráze, lze odhadnout stáří cefeidské proměnné.

Výjimečné hvězdné vlastnosti, které umožňují odhad věku, se neomezují na pokročilá vývojová stadia. Když hrubě sluneční hmota má exponát Variabilita T Tauri, mohou astronomové lokalizovat věk hvězdy před začátkem hlavní sekvence fáze života hvězdy.[10] Navíc by mohly být masivnější hvězdy před hlavní sekvencí Herbig Ae / Buďte hvězdami.[11] Pokud červený trpaslík hvězda vydává obrovské množství hvězdné světlice a rentgenové záření lze vypočítat, že hvězda je v raném stádiu životnosti hlavní posloupnosti, poté se stane méně proměnnou a stane se stabilní.[12]

Členství v hvězdokupě nebo systému

47 Tucanae, a kulová hvězdokupa.

Členství v a hvězdokupa nebo hvězdný systém umožňuje přiřazení drsného věku velkému počtu hvězd přítomných uvnitř. Když lze určit věk hvězd pomocí jiných metod, jako jsou ty, které jsou uvedeny výše, lze identifikovat věk všech těl v systému.[13] To je užitečné zejména ve hvězdokupách, které vykazují velké množství rozmanitosti ve svých hvězdných hmotách, vývojových stádiích a klasifikacích. I když ne zcela nezávisle na vlastnostech hvězd ve hvězdokupě, systému nebo jiném přiměřeně velkém sdružení hvězd by astronom potřeboval pouze reprezentativní vzorek hvězd k určení stáří hvězdokupy, než aby pečlivě zjišťoval věk každé hvězdy v cluster prostřednictvím dalších vlastností.

Navíc znalost věku jednoho člena hvězdného systému může pomoci určit věk tohoto systému. Ve hvězdném systému se hvězdy téměř vždy formují ve stejnou dobu jako každá jiná a vzhledem k věku jedné hvězdy lze znát věk všech ostatních.[14]

Tato metoda však nefunguje galaxie. Tyto jednotky jsou mnohem větší a nejsou pouze jednorázovým výtvorem hvězd, který umožňuje určit jejich věk tímto způsobem. Vytváření hvězd v galaxii probíhá miliardy let,[15] i když výroba hvězd už dávno mohla přestat (viz eliptická galaxie ). Nejstarší hvězdy v galaxii mohou pro galaxii nastavit pouze minimální věk (kdy začala tvorba hvězd), ale v žádném případě neurčují skutečný věk.[16]

Přítomnost protoplanetárního disku

Viz také: Protoplanetární disk

Spolu s dalšími faktory je přítomnost a protoplanetární disk nastavuje maximální limit na věk hvězd. Hvězdy s protoplanetárními disky jsou typicky mladé a do hlavní sekvence se dostaly jen relativně krátce.[17] Postupem času se tento disk spojil a vytvořil planety, přičemž zbylý materiál byl uložen do různých pásy asteroidů a další podobná místa. Avšak přítomnost pulzarové planety komplikuje tuto metodu jako determinant věku.

Gyrochronologie

Hlavní článek: Gyrochronologie

Gyro-chronologie je metoda používaná k určení věku polní hvězdy měřením jejich rychlosti otáčení a poté porovnáním této rychlosti s rychlostí otáčení Slunce, které slouží jako předběžně kalibrované hodiny pro toto měření.[18] Tato metoda byla považována za přesnější metodu pro určení hvězdných věků než jiné metody pro polní hvězdy.[18]

Viz také

Reference

  1. ^ „Kosmický světelný meč“. Citováno 21. prosince 2015.
  2. ^ Soderblom, David R. (2010). "Věky hvězd". Výroční přehled astronomie a astrofyziky. 48: 581–629. arXiv:1003.6074. Bibcode:2010ARA & A..48..581S. doi:10.1146 / annurev-astro-081309-130806.
  3. ^ Brownlee, Donalde (29. listopadu 2011). „Nejhorší dny na planetě Zemi“. Vesmír. Sezóna 6. Epizoda 5. Událost nastane v 41:46. Dějiny. Citováno 15. července 2018. Slunce je jasnější asi o 10% každou miliardu let.
  4. ^ „Životnost hlavní sekvence“. Swinburne Astronomy online. Swinburne University of Technology. Citováno 7. března 2012.
  5. ^ "Červené obří hvězdy". Swinburne Astronomy online. Swinburne University of Technology. Citováno 7. března 2012.
  6. ^ Nemiroff, R .; Bonnell, J., eds. (26. března 2006). „Doomed Star Eta Carinae“. Astronomický snímek dne. NASA. Citováno 7. března 2012.
  7. ^ Kain, Frasere. „VY Canis Majoris“. Vesmír dnes. Citováno 7. března 2012.
  8. ^ Iane, O'Neille. „NEPANIČTE: Betelgeuse v roce 2012 nevybuchne“. Discovery News. Citováno 7. března 2012.
  9. ^ Soper, Davidson E. "Cepheid Variabilní hvězdy". ASTR 123. Citováno 7. března 2012.
  10. ^ Cain, Fraser (6. února 2009). "T Tauri Star". Vesmír dnes. Citováno 7. března 2012.
  11. ^ Herbig Ae / Buďte hvězdami
  12. ^ Schirber, Michael (9. dubna 2009). „Může se život rozvíjet kolem hvězdy červeného trpaslíka?“. ProfoundSpace.org.
  13. ^ Jiminez, Raul (6. ledna 1998). „Globulární věk klastrů“. Sborník Národní akademie věd. 95 (1): 13–17. Bibcode:1998PNAS ... 95 ... 13J. doi:10.1073 / pnas.95.1.13. PMC  34183. PMID  9419317. Citováno 7. března 2012.
  14. ^ „Binární hvězdné systémy versus planetární systém“. Astronomie 161 přednášek. Citováno 7. března 2012.
  15. ^ Wethington, Nicholos. "Věk Mléčné dráhy". Vesmír dnes. Citováno 7. března 2012.
  16. ^ Wethington, Nicholos. „Fakta o Mléčné dráze“. Vesmír dnes. Citováno 7. března 2012.
  17. ^ Mamajek, E.E .; Usuda, Tomonori; Tamura, Motohide; Ishii, Miki (2009). „Počáteční podmínky vzniku planety: životnosti prvotních disků“. Sborník konferencí AIP. 1158: 3–10. arXiv:0906.5011. Bibcode:2009AIPC.1158 .... 3M. doi:10.1063/1.3215910.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  18. ^ A b "Gyrochronologie". Astrobiologický časopis. Citováno 18. března 2012.

externí odkazy