宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

在一個晴朗的夜晚望著漆黑的天空,很容易被遠處星星的美麗所震撼。我們聯絡,尋找模式,甚至選擇你最喜歡的殖民地。作為業餘夢想家,我們無法確定恆星的年齡。是100億年前嗎?

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

幸運的是,科學家們有很多方法可以推斷恆星的年齡,更好地瞭解宇宙的歷史,並在宇宙中找到智慧生命!

聚類的秘密

估計恆星的年齡有一些障礙,但對於一個星團中的恆星來說要容易得多。這些簇通常同時形成,但並不一定都具有相同的特徵。因此,如果星團能夠確定一系列恆星的大小和亮度,那麼如果它們同時形成,就更容易確定它們的總年齡。

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殖民地

大多數恆星都處於“主系列”階段,在大約90%的時間裡,由於能量和內部核反應,輻射繼續釋放。最大的星星是藍色,非常亮,最小的星星是紅色,非常弱。恆星形成後,其質量(亮度和溫度)不會在主序列中發生顯著變化。

主系列的長度與恆星的質量直接相關。一旦恆星內部的燃料耗盡,它將進入一個不穩定期,形成膨脹、坍縮、黑洞和超新星。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

質量,亮度和年齡之間的聯絡意味著殖民地包含很多資訊。例如,在仍然是“主要序列”時期的殖民地中,您可以找到最熱和最藍的恆星,並準確計算熱量和亮度。恆星的質量告訴我們有多少燃料,亮度告訴我們燃燒燃料有多快。這使您可以大致計算恆星的年齡和殖民地中其他恆星的年齡。研究人員認為,今天的恆星年齡估計為10-20%。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

但孤星呢?

一束星星很容易找到,而且有點“老”,但對於一顆孤獨的星星來說,要困難得多,因為沒有參考背景,看星星什麼時候發光。但在這種情況下,“轉向”非常有用。特別是開普勒太空望遠鏡對宇宙進行了更深入的探索,並開始尋找答案。開普勒望遠鏡使用之前,由於地球大氣的干擾,地球望遠鏡在5億年前無法直接觀測到恆星。開普勒太空船強大的透鏡可以直接觀測到遠處的恆星,探測到恆星表面的黑點——“星點”。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

圖:開普勒系統中的恆星

恆星的質量、轉速和年齡有直接關係,因此瞭解質量和轉速可以幫助你確定年齡。望遠鏡在恆星表面再現的速度表明,恆星的旋轉速度很難探測到恆星亮度的下降,因為它只能使恆星的總光輸出減少1-2%,但開普勒望遠鏡可以觀測到。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

隨著年齡的增長,轉速趨於降低,但是研究人員仍不確定降低多少。實際上,孤星年齡的測量任務與殖民地相似。 ——“旋轉時鐘” ——如果沒有固定參考,可能會很困難,但是測量已知年齡恆星的旋轉速度可以幫助您設定基線(使用上一節中的技術)。首先,研究人員可以測量一簇恆星中恆星的自旋,然後將其與類似大小的孤星的自轉速度進行比較。瞧-您可以用適量的蠟燭製作生日蛋糕。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

這個有什麼用?

在大多數人的生活中,星星的年齡毫無意義。當你仰望天空時,你最有可能看到數千萬顆恆星,而不是一萬億顆。但對於那些深入宇宙的人來說,確定恆星的年齡可能是找到其他可居住世界、33354甚至外星生命的關鍵。

宇宙中恆星有年齡嗎?科學家是怎麼觀測及測量其年齡的?

透過發現與太陽年齡相似的其他恆星(非常美麗和明亮的恆星),你將增加發現地球行星的機會。事實上,大多數“另一個地球”是在與我們非常相似的恆星附近發現的。當然,我們銀河系中的數十億顆恆星和數千顆地球行星可能有足夠的時間來生活、獲取資訊或其他東西。

透過精確定位恆星並將搜尋縮小到與太陽系相似的星系,你更可能找到太空旅行、殖民目標或接觸其他星際旅行者。

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