来自波茨坦莱布尼茨天体物理研究所(AIP)和波士顿大学的科学家们成功地在星团内恒星和星团外恒星(即场星)的旋转速率之间建立了联系,使他们能够推断出后者的年龄。 结果表明,陀螺年代学方法不仅可以应用于星团中的恒星,还可以应用于场恒星天体物理研究所,从而可以确定更多恒星的年龄。
明星多少岁了? 这是一个棘手的问题,但对于生活在星团中的恒星来说,这个问题更容易回答。 这是因为星团中的所有恒星——无论大小——都具有相同的起源,因此年龄也相同。 通过研究星团中恒星的集体特性及其当前的演化阶段天体物理研究所,可以获得对其年龄的良好估计。
研究人员目前正在探索陀螺年代学的新领域,它可以确定单个恒星的年龄。 它建立了恒星的自转与颜色和年龄之间的关系。
恒星绕其轴旋转的周期可以通过观察其亮度来确定:许多恒星的表面都有黑点,就像太阳的黑子一样。 随着恒星的旋转,星点移入观察者的视野,恒星的亮度会略有下降。
通过测量恒星光强度中的这些小点,以及当它们重复出现时,例如使用来自开普勒卫星的数据,可以测量恒星的自转周期。
在这张来自开普勒望远镜的全帧图像合成中,样本中一些宽双星的位置以黄色和红色叠加层绘制。 红点代表被发现经过太阳老化的系统。 其中四个系统被放大显示,其中包含来自宽双星的两颗恒星。 黄点表示其他时代的系统 - 但现在已为人所知。 资料来源:AIP/David、NASA (FFI) 和 ESO (Zoom)
星团的旋转演化
对星团中低质量矮星的研究表明,随着年龄的增长,恒星的旋转速度越来越慢。 将星团中恒星的自转周期与其在星图中的颜色进行比较,揭示了一个独特的模式:星团中恒星形成的曲线共同定义了旋转演化的骨架,骨架的每条肋对应于定义星团的星团。特定的年龄,较老的簇又定义了较高的肋骨。 每根肋骨都是一条年龄相等的曲线。 通过在图表上绘制星团恒星,您可以使用这些线来推断其年龄。 然而,由于这种方法是在星团的基础上发展起来的,所以目前还不清楚这种确定年龄的方法是否也适用于星团之外的恒星,这些恒星构成了我们银河系的绝大多数恒星。 。
将计算方法应用于星团外恒星
这就是最近研究的切入点。作者使用了 300 多颗宽双星的样本。 这是一个由两颗恒星组成的系统,它们彼此间隔足够远,不会相互作用,因此不会干扰它们正常的旋转演化。 宽双星是场恒星,但它们的共同起源允许也用于星团恒星的假设——它们具有相同的年龄。 这意味着,如果场恒星的演化实际上与星团恒星的演化相同,那么如果将广义双星中的两颗恒星放在星团骨架上,它们就会显得一致。 换句话说,如果宽双星中的一颗恒星位于星团的旋转肋上,那么另一颗恒星是否也位于同一旋转肋上? 该研究的作者发现情况确实如此。
事实上,作者发现他们可以将他们研究的双星系统分为一系列子组,每个子组都与相应年龄的簇相关联。 “当我们开始将所有宽双星系统与星团骨架进行比较时,我们惊讶地发现它们是如此协调。即使是质量非常不同的恒星系统,它们在图中的位置也表现出显着的一致性,以至于它们与星团几乎没有区别。”
因此,可以推测位于星团肋骨集合上方的几颗恒星比迄今为止测量的星团更古老。 此外,作者表明,在所研究的绝大多数系统中,一个组件的旋转年龄与另一组件的旋转年龄相匹配。 由于广泛的双星样本在整个天空的分布和金属丰度等其他恒星特性方面都非常多样化,因此这一结果意味着陀螺年代学对于星团外恒星来说可能是可靠的。
对未来研究的影响
AIP恒星活动小组负责人Dr.补充道:“这项工作在一定程度上保证了未来可以从自转速率获得更多场恒星的可靠年龄。这一结果对PLATO卫星任务具有重要意义其目标是“我们不仅会在恒星中发现大量行星,而且还会提供它们的年龄,让人们第一次一睹系外行星的演化历史。”