恆星年齡的測定是一個複雜的問題,如果隨便指定天上一顆恆星說出它的年齡,科學家也只能說個大概,這個大概就是根據恆星的演化程序和一些表現來推算的。
天文學界經過幾百年對宇宙的觀測研究,知道了同等質量的恆星的演化程序都基本一樣的。
恆星的壽命與恆星的質量成反比,越大質量的恆星壽命就越短,反之越長。而且知道了恆星質量的下限和上限。
我們太陽是一顆黃矮星,是銀河系一顆普通的恆星,像太陽這樣質量的恆星壽命一般在100億年。
比如觀測恆星的穩定或膨脹狀態。一顆恆星的壽命,有90%是主序星狀態,這個時期時恆星的青壯年期,是很穩定的幾乎沒有什麼變化。一般恆星到了不穩定或膨脹狀態,就是主序星的衰亡期,到了暮年。根據恆星質量知道了恆星的壽命,看到了恆星不穩定的暮年狀態,就大致知道了這顆恆星的年齡。
自轉速度測定法。美國哈佛-史密松天體物理中心的索倫·邁博姆團隊研究證明,恆星自轉速度隨著年齡的增加而減緩。這樣透過觀測恆星的自轉速度,就能大致確定恆星的年齡。
恆星脈衝檢測法。澳洲悉尼大學的天文物理學家提姆·伯丁副教授和他的研究小組發表了一項研究成果,認為恆星脈衝訊號能夠反映其外層大氣劇烈混合的狀態,這種脈衝震動會反映出恆星的化學成分、質量以及年齡資訊。
還有透過光譜等方法來分析恆星的成分與年齡等。透過這些綜合分析就能夠大致知道恆星的年齡了。但這些太陽系以外恆星的年齡只能是“大致”,並不十分精確。
這個瞭解的方法就是放射性同位素測定法。
世界上的鈾元素(化學符號為U)有兩種同位素,叫U235和U238,它們的半衰期為7億年和45億年。半衰期就是指放射性元素由於衰變時數目減少到一半的時間,這就是說測定U235和U238的變化比例和含量,就知道了這個物質的年齡了。
科學家們透過測定地球岩石和航天員登月帶回的月岩、捕獲的天體碎片和隕石,得知這些物質的年齡最大的在46億歲左右,這就是太陽的年齡下限了。
然後根據恆星形成機制推算,恆星總是在行星形成之前形成的,這樣太陽的年齡就在46億歲到50億歲之間了。
美國NASA派出的“新視野號”無人探測器已經飛臨太陽系邊緣地帶的柯伊伯帶,探測那裡的小行星,據說是太陽系形成初期的活化石,測量它們的年齡,就能夠更精確的測算出太陽年齡。我們拭目以待。
恆星年齡的測定是一個複雜的問題,如果隨便指定天上一顆恆星說出它的年齡,科學家也只能說個大概,這個大概就是根據恆星的演化程序和一些表現來推算的。
天文學界經過幾百年對宇宙的觀測研究,知道了同等質量的恆星的演化程序都基本一樣的。
恆星的壽命與恆星的質量成反比,越大質量的恆星壽命就越短,反之越長。而且知道了恆星質量的下限和上限。
我們太陽是一顆黃矮星,是銀河系一顆普通的恆星,像太陽這樣質量的恆星壽命一般在100億年。
對於銀河系中其他恆星年齡的測算,科學家們現在有多種方法。比如觀測恆星的穩定或膨脹狀態。一顆恆星的壽命,有90%是主序星狀態,這個時期時恆星的青壯年期,是很穩定的幾乎沒有什麼變化。一般恆星到了不穩定或膨脹狀態,就是主序星的衰亡期,到了暮年。根據恆星質量知道了恆星的壽命,看到了恆星不穩定的暮年狀態,就大致知道了這顆恆星的年齡。
自轉速度測定法。美國哈佛-史密松天體物理中心的索倫·邁博姆團隊研究證明,恆星自轉速度隨著年齡的增加而減緩。這樣透過觀測恆星的自轉速度,就能大致確定恆星的年齡。
恆星脈衝檢測法。澳洲悉尼大學的天文物理學家提姆·伯丁副教授和他的研究小組發表了一項研究成果,認為恆星脈衝訊號能夠反映其外層大氣劇烈混合的狀態,這種脈衝震動會反映出恆星的化學成分、質量以及年齡資訊。
還有透過光譜等方法來分析恆星的成分與年齡等。透過這些綜合分析就能夠大致知道恆星的年齡了。但這些太陽系以外恆星的年齡只能是“大致”,並不十分精確。
太陽系是人類文明的發源地和居住地,人類對它的年齡就應該更精確的瞭解了。這個瞭解的方法就是放射性同位素測定法。
世界上的鈾元素(化學符號為U)有兩種同位素,叫U235和U238,它們的半衰期為7億年和45億年。半衰期就是指放射性元素由於衰變時數目減少到一半的時間,這就是說測定U235和U238的變化比例和含量,就知道了這個物質的年齡了。
科學家們透過測定地球岩石和航天員登月帶回的月岩、捕獲的天體碎片和隕石,得知這些物質的年齡最大的在46億歲左右,這就是太陽的年齡下限了。
然後根據恆星形成機制推算,恆星總是在行星形成之前形成的,這樣太陽的年齡就在46億歲到50億歲之間了。
當然這些測算不光是僅憑鈾同位素的半衰期,還有很多元素的半衰期對比,還有一些其他分析,比如太Sunny譜分析等等,因此太陽的年齡是一個透過綜合分析得出的,是比較準確的。美國NASA派出的“新視野號”無人探測器已經飛臨太陽系邊緣地帶的柯伊伯帶,探測那裡的小行星,據說是太陽系形成初期的活化石,測量它們的年齡,就能夠更精確的測算出太陽年齡。我們拭目以待。