Hvordan man lærer en stjernes sande alder

Stjernehobe giver en metode til at bestemme alderen på individuelle stjerner . Stjerner i en kuglehob dannes på omtrent samme tid fra en enkelt molekylær sky. Ved at finde alderen på en kuglehob finder vi således alderen på stjernerne i den. Stjerner dannes i tåger, som er samlinger af gas og støv. Den lyseste af de to stjernetåger vist på billedet er M42, en enorm stjerneplanteskole beliggende i stjernebilledet Orion. Det mørkere område i midten er en sky af molekylær gas og støv, hvor nye stjerner dannes. De klare blå-hvide stjerner rundt om kanten af ​​tågen er varme, unge stjerner, der for nylig er dannet.

Kuglehobe er store sfæriske samlinger af hundredtusindvis af stjerner, alle meget tæt pakket sammen. De fremstår som uklare, runde pletter på himlen og findes i kredsløb om Mælkevejen. Observationer har vist, at de fleste stjerner i en hob er dannet på omtrent samme tid. Det betyder, at vi ved at bestemme kuglehobens alder også opdager alderen på dens medlemsstjerner.

Hertzsprung-Russell-diagrammet bruges til at udlede metoder til at bestemme alderen på individuelle stjerner . HR-diagrammet plotter lysstyrken (eller absolut lysstyrke, lysstyrke) af en stjerne i forhold til dens overfladetemperatur (temperatur af dens ydre atmosfære) eller spektraltype. H-R-diagrammet viser også de evolutionære stier, som stjernen følger, når de går fra hovedsekvensen gennem stadierne til at blive hvide dværge. H-R diagrammet kan også bruges til at datere stjernehobe. Alle stjerner i en hob vil være på samme udviklingsstadium, så hvis vi plotter deres lysstyrker mod deres spektraltyper, får vi H-R-diagrammet for den hob. Da nogle sekvenser i diagrammet afhænger af klyngens alder, kan deres tilstedeværelse (eller fravær) bruges til at bestemme alderen.

Åbne hobe giver også en metode til at bestemme alderen på individuelle stjerner. Stjerner i en åben hob er dannet som en del af den samme molekylære sky. Fordi stjernerne er dannet af det samme materiale og på samme tid, starter de deres liv på hovedsekvensdelen af ​​Hertzsprung-Russell-diagrammet på samme sted. Stjerner forbrænder brint til helium i deres kerner, og dette brænder brinten og flytter stjernen til højre på H-R diagrammet. Progressionshastigheden afhænger af stjernens masse. Mere massive stjerner bevæger sig hurtigere til højre på H-R-diagrammet end stjerner med lavere masse. Når stjerner med lavere masse forlader hovedsekvensen, er de mest massive stjerner i en åben hob allerede røde kæmper eller endda hvide dværge. Derudover er stjerner med lavere masse svagere end stjerner med højere masse, så de bliver sværere at opdage, efterhånden som der går længere tid. Som et resultat heraf vil H-R-diagrammet for enhver åben hob indeholde relativt få stjerner med lav masse. Mængden af ​​tid efter stjernernes dannelse, før lavmassestjernerne begynder at forlade hovedsekvensen, afhænger af hobens alder, så astronomer kan bestemme hobens alder ved at se på H-R-diagrammet. Ved at bestemme alderen på en åben hob kan astronomer også bestemme alderen på stjernerne i hoben.

En stjernes alder kan estimeres ud fra dens position på Hertzsprung-Russell (H-R) diagrammet. H-R diagrammet er et plot af en stjernes lysstyrke (lysstyrke) kontra dens overfladetemperatur. Stjerner udvikler sig over tid, og deres position på H-R-diagrammet ændres, efterhånden som de ældes. Ved at sammenligne en stjernes position på H-R diagrammet med positionerne af andre stjerner af kendt alder, kan astronomer estimere stjernens alder.

En anden måde at estimere en stjernes alder på er at se på dens rotationshastighed . Stjerner, der stadig er unge, roterer meget hurtigt. Når stjernerne ældes, bliver deres rotationshastigheder langsommere. Ved at måle en stjernes rotationshastighed kan astronomer estimere dens alder.

Endelig kan astronomer også estimere en stjernes alder ved at se på dens kemiske sammensætning. Stjerner, der stadig er unge, har en højere overflod af visse grundstoffer, såsom lithium, end stjerner, der er gamle. Ved at måle mængden af ​​visse grundstoffer i en stjerne kan astronomer estimere dens alder.

Ved at bruge disse metoder kan astronomer estimere stjernernes alder med forskellige grader af nøjagtighed. Den mest nøjagtige metode er at bruge H-R diagrammet, men denne metode kan kun bruges til stjerner, der er relativt tæt på Solen. For stjerner, der er længere væk, skal astronomer bruge andre metoder, såsom måling af rotationshastigheden eller kemisk sammensætning.