スピンは星の年齢を教えてくれるかもしれません

星のスピンが年齢を物語る

天文学者は星のスポットを使用して、星の自転速度を確認します。彼らの研究から、彼らは星が何歳かを知ることができます。ハーバード・スミソニアン天体物理学センター

天文学者は星を研究するためのツールをいくつか持っており、星の温度や明るさを見るなど、相対的な年齢を割り出すことができます。一般に、赤みがかったオレンジ色の星は古くて冷たく、青みがかった白い星は熱く若いです。太陽のような星は「中年」と見なすことができます。その年齢は、クールな赤い年長者とホットな若い兄弟の間のどこかにあるからです。一般的なルールは、この画像に示されている青みがかった星のように、より高温で質量の大きい星ほど、寿命が短い可能性が高いということです。しかし、天文学者にそれらの寿命がどれくらい続くかを伝える手がかりは何ですか?

宇宙のこの領域には、非常に高温の若い星が含まれています。彼らがどのくらい生き、どのように死ぬかは、宇宙全体の星のライフサイクルについて多くを語っています.非常に重い星 R136a1 は、大マゼラン雲 (天の川に隣接する銀河) のこの星形成領域にあります。 NASA/ESA/STScI

天文学者が星の年齢を割り出すために使用できる非常に便利なツールがあり、これは星の年齢に直接結びついています。星の自転速度 (つまり、星の軸上での自転速度) を使用します。結局のところ、恒星の自転速度は、恒星の年齢が上がるにつれて遅くなります。その事実は、ある研究チームの興味をそそった ハーバード・スミソニアン天体物理学センター 天文学者ソーレン・マイボムが率いる。彼らは、星のスピンを測定して星の年齢を決定できる時計を作ることにしました。

スターの年齢を知ることが重要な理由

星の年齢を知ることは、星とその伴星が関わる天文現象が時間の経過とともにどのように展開するかを理解するための基礎となります。スターの年齢を知ることは、さまざまな理由で重要です。 星形成 銀河の率だけでなく、惑星の形成.

新しく形成された星の周りの原始惑星系円盤のアーティストのコンセプト。 NASA

また、太陽系外でのエイリアン生命の兆候の探索にも特に関連しています。地球上の生命が今日見られる複雑さを達成するには、長い時間がかかりました。天文学者は、正確な恒星時計を使用して、太陽と同じかそれより古い惑星を持つ星を特定できます。

星の回転が物語る

テーブルの上のこまの回転が数分後に遅くなるように、星の回転速度は時間とともに着実に遅くなるため、その年齢によって異なります。星の自転は質量にも依存します。天文学者は、大きくて重い星は、小さくて軽い星よりも速く自転する傾向があることを発見しました。質量、スピン、年齢の間には密接な数学的関係があります。最初の 2 つを測定し、3 番目を計算するのは比較的簡単です。

パルサー PSR J2222-0137 を伴う軌道上の白色矮星のアーティストの印象。これまでに確認された白色矮星の中で最も冷たく、最も薄暗い可能性があります。この星の自転速度は、天文学者にその老化プロセスの手がかりを与えます。 B. サクストン (NRAO/AUI/NSF)

この方法は、ドイツのライプニッツ物理学研究所の天文学者シドニー・バーンズによって 2003 年に最初に提案されました。ギリシャ語から「ジャイロクロノロジー」と呼ばれています。 ジャイロ （回転）、 クロノス (時間/年齢)、および ロゴス （勉強）。ジャイロクロノロジーの年齢を正確かつ正確にするために、天文学者は、既知の年齢と質量の両方で星のスピン周期を測定することにより、新しい恒星時計を調整する必要があります。 Meibom と彼の同僚は、以前に 10 億歳の星団を研究していました。この新しい研究では、NGC 6819 として知られる 25 億年前の星団の星を調査し、それによって年齢範囲を大幅に拡大しました。

星の自転を測定するのは簡単なことではありません。星を見ただけでは、その回転の速さを知ることはできません。そのため、天文学者は、表面の暗い斑点によって引き起こされる明るさの変化を探します。 黒点 .それらは太陽の一部です 通常の活動 スタースポットと同じように追跡できます。しかし、私たちの太陽とは異なり、遠くの星は未解決の光の点です。そのため、天文学者は太陽黒点が恒星円盤を横切るのを直接見ることはできません。代わりに、黒点が現れると星がわずかに暗くなり、黒点が見えなくなると再び明るくなるのを観察します。

典型的な星の減光は 1 パーセント未満であるため、これらの変化を測定することは非常に困難です。そして、時間が問題です。太陽の場合、黒点が星の表面を横切るのに数日かかることがあります。星黒点を持つ星についても同じことが言えます。一部の科学者は、NASA のデータを使用してそれを回避しました。 惑星狩り ケプラー 宇宙船 、恒星の明るさの正確かつ連続的な測定を提供しました。

あるチームは、太陽の 80 ～ 140% の重さの星をさらに調べました。彼らは、現在の太陽の自転周期が 26 日であるのに対し、周期が 4 日から 23 日である 30 個の星の自転を測定することができました。太陽に最も似ている NGC 6819 の 8 つの星の平均自転周期は 18.2 日であり、太陽の周期が 25 億歳 (約 20 億年前) のときはほぼその値であったことを強く示唆しています。

次にチームは、星の質量と年齢に基づいて星の自転速度を計算するいくつかの既存のコンピューター モデルを評価し、どのモデルが観測結果に最もよく一致するかを判断しました。

速い事実

• 自転速度は、天文学者が星の年齢と進化に関する情報を判断するのに役立ちます。
• 研究者は、さまざまな種類の星が時間とともにどのように変化するかを理解するために、自転速度を継続的に研究しています。
• 私たちの太陽は、他の星と同じように、その軸を中心に自転しています。