Точное датирование звезды может иметь важные последствия для понимания эволюции звезд и любых вращающихся экзопланет. Но это одна из самых сложных проблем в астрономии с несколькими существующими методами.
Один метод состоит в том, чтобы найти звезду с радиоактивными элементами, такими как уран и торий, период полураспада которых известен и может быть использован для точного датирования звезды. Но только около 5 процентов звезд имеют такую химическую подпись.
Другой метод заключается в поиске связи между возрастом звезды и ее «металлами», сленговым термином астронома для всех элементов, более тяжелых, чем гелий. На протяжении всей космической истории цикл рождения и смерти звезд неуклонно производил и рассеивал более тяжелые элементы, приводя к новым поколениям звезд, которые в большей степени засеяны металлами, чем предыдущие поколения. Но неопределенности здесь огромны.
Последнее исследование предлагает новую технику, показывающую, что протозвезды могут быть легко датированы путем измерения акустических колебаний - звуковых волн - которые они излучают.
Звезды рождаются глубоко внутри гигантских молекулярных облаков газа. Турбулентность в этих облаках порождает скопления газа и пыли с достаточной массой, чтобы разрушиться под действием собственного гравитационного сжатия. По мере того, как каждое облако - протозвезда - продолжает разрушаться, ядро нагревается, пока температура не станет достаточной для начала ядерного синтеза, и не родится полноценная звезда.
Наше Солнце, вероятно, потребовало около 50 миллионов лет, чтобы созреть с начала коллапса.
Физики-теоретики давно утверждают, что протозвезды вибрируют не так, как звезды. Теперь Констанце Цвинц из Института астрономии им. К.Ю.Лювена и его коллеги проверили этот прогноз.
Команда исследовала вибрации 34 протозвезд в NGC 2264, возраст которых менее 10 миллионов лет. Они использовали канадский спутник MOST, европейский спутник CoRoT и наземные объекты, такие как Европейская южная обсерватория в Чили.
«Наши данные показывают, что самые молодые звезды вибрируют медленнее, в то время как звезды, приближающиеся к взрослой жизни, вибрируют быстрее», - сказал Цвинц в пресс-релизе. «Масса звезды оказывает большое влияние на ее развитие: звезды с меньшей массой развиваются медленнее. Тяжелые звезды растут быстрее и стареют быстрее ».
Вибрации каждой звезды косвенно видны по их тонким изменениям яркости. Пузырьки горячего, яркого газа поднимаются на поверхность звезды, а затем охлаждаются, тускнеют и тонут в конвективной петле. Этот переворот вызывает небольшие изменения в яркости звезды, раскрывая скрытую информацию о звуковых волнах глубоко внутри.
Вы действительно можете услышать этот процесс, когда звездные кривые блеска преобразуются в звуковые волны. Ниже видео таких поющих звезд, созданное Nature в прошлом году.
«Теперь у нас есть модель, которая более точно измеряет возраст молодых звезд», - сказал Цвинц. «И теперь мы также можем подразделять молодых звезд в соответствии с их различными фазами жизни».
Результаты были опубликованы в журнале Science.
