孩子们最快乐做的一件事便是庆祝自己的生日,可是,当他们长大时收到生日礼物的愉悦心境逐步冷漠了,当每年的生日到来时,他们没有了小时候的等待心境,生日不过是人生的小插曲。人们不想让他人清楚自己的年纪,跟着年月的消逝,人们留意到自己的身体不像曾经那么利索,运动的缓慢在世界的规模不是生命的仅有特性,年月沧桑、人生苦短,人们的阅历并不孤单,唱“同一首歌”的恒星变老时,它们的运动节律变得缓慢,恒星年纪变成“不可告人”的奥妙。现在,地理学家打破了恒星年纪的“忌讳”,他们不是直接检测恒星的年纪,而是经过检测恒星的旋转速度来破解恒星年纪的难题。
哈佛·史密森尼天体物理学中心的索伦·梅伯姆解说说,建构世界学含义的时钟时他们首要的方针,以恒星的旋转速度准确地测定恒星的年纪,他们在建构“恒星时钟”的途径上迈出了本质的脚步。梅伯姆参加了近来举行的全美地理学大会,代表地理团队递交了一份科学效果的材料,地理团队第一次延伸了恒星的年纪起伏,恒星的年纪从10亿年拓宽到46亿年,其间的太阳年纪刚好为46亿年。恒星年纪是地理学家了解“恒星物理学”的根底数据,恒星和它们的伴星年纪是一项重要的地理目标,恒星的物理特性随时刻消逝发生了根本性的改变。恒星年纪与地理学家在太阳系外查找外星生命的活动存在特别的相关。地球生命阅历了绵长的演化,人们现在看到的地球生命体十分杂乱。一个准确的“恒星时钟”协助地理学家确认恒星的年纪,这些带有伴行星的恒星或许和太阳同龄,或许比太阳的年纪更小、更大。
恒星的旋转率与它们的年纪相关,恒星旋转率随时刻的消逝逐步下降,好像在桌子上旋转的陀罗。恒星旋转速度与它们的质量相关,地理学家发现,体积和质量大的恒星比体积和质量小的恒星旋转得更慢。地理团队发现,在恒星质量、旋转率和它们的年纪之间存在亲近的数学相关性,他们由此建立了相应的数学方程,经过测定前两个数据能够核算后一个数据,经过测定恒星的质量和旋转率,地理学家核算了恒星的年纪。
地理团队的成员、德国莱布尼兹天体物理学研讨所的悉尼·巴恩斯解说说,经过具体的地理观测,他们很好地界说了恒星的质量、旋转率和年纪的三者联系,对单个恒星年纪的核算误差控制在10%的规模。2003年,巴恩斯第一次提出了测定恒星年纪的办法,地理团队新的研讨效果沿用了曾经的办法,巴恩斯将这一共同办法称之为“旋转年代学”,英语词汇gyrochronology由三个词根构成,希腊语词根gyros相当于英语词汇的rotation(旋转),希腊语词根chronos相当于英语词汇的time/age(年纪),希腊语词根logos相当于英语词汇的study(学识)。
为了测定恒星的旋转率,地理学家首要检测恒星亮度的改变值,恒星外表的暗斑引起了恒星亮度的改变,恒星暗斑相当于太阳黑子,与对太阳黑子的观测不同,一颗悠远间隔的恒星变成了一个难以分辩的光点,地理学家不能直接观测“恒星光盘”的“黑子”,地理学家挑选了代替的办法,直接观测恒星亮度的细小改变,当一个“黑子”呈现在视觉的方向时,恒星光度发生了细小的下降、或变得暗淡一点;反之,当一个“黑子”脱离视觉的方向时,恒星光度发生了细小的上升、或变得亮堂一点。很难丈量“黑子”给恒星带来的光度改变,一颗典型的恒星遭到“黑子”的影响时,它们光度下降了不到1%,但是,“恒星黑子”需求几天时刻穿过恒星的外表,“火眼金睛”的地理学家捕获了查找“黑子”的时机。地理团队使用了开普勒太空望远镜,他们完成了测定恒星光度弱小改变的使命,进入“退役”年纪的开普勒卫星好像“勃发芳华”,回到“芳华起跑线”的开普勒准确丈量了持续性的恒星亮度的细小改变。
为了在“旋转年纪学”的概念上准确地测定恒星的年纪,地理学家丈量了已知年纪和质量恒星的旋转周期,以此纠正规范的“恒星时钟”。地理团队的梅伯姆和搭档们之前研讨了一个数十亿年纪的恒星团,地理团队在新的研讨中观测了一个被称为NGC 6819的星系团,它的年纪为25亿年,他们的研讨视角在很大程度上扩展了恒星的年纪规模。梅伯姆解说说,更老的恒星一般只要更少和更小的斑驳、或“黑子“,对恒星旋转周期的测定变得好不容易。
地理团队观测到的恒星质量相当于太阳的80%到140%,他们观测的30颗恒星的旋转周期为4到23天之间,相比较而言,太阳现在的旋转周期为26天,团队成员在星系NGC 6819中检测了8颗恒星,它们的旋转周期与咱们的太阳十分类似,均匀的旋转周期为18.2天,比照联系的数值激烈地暗示,假设太阳的旋转周期为18.2天,它的年纪大约为25亿年,而太阳的实践年纪大于45亿年,25亿年的年纪相当于太阳处于20亿年前的年纪段、或在20亿年曾经,太阳的旋转周期大约为18.2天。
地理团队评价了现有的几个核算机模型,不同的模型以恒星质量和年纪为根底核算出恒星的旋转率,地理团队需求确认哪一种核算机模型最适合实践观测的成果。经过丈量恒星的旋转周期,他们从银河系很多、冷的星场中准确地核算了它们的年纪,关于研讨恒星和它们的伴星的地理学家而言,地理团队使用的核算恒星年纪的办法带来了重要的发展,新的办法协助地理学家确认恒星系中行星的年纪。那些满足老的行星有或许演化出杂乱的生命方式,在地球上生计的人类具有了杂乱的生命形状,人类智造进入了互联网和高科技的年代,陈旧的地球的确有些年初。《天然》杂志宣布了地理团队的研讨效果,恒星的年纪课题归于更广泛的开普勒天体集群研讨的一部分,梅伯姆担任了集群研讨项目的首要科学家。
(编译:2015-1-7)