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星体年龄探究新法准确度大提升

科学家找到的一种新方法探知星体年龄的准确度可达到目前探究方法的至少两倍。
图为猎户座。(NASA)

在我们这个大约130亿岁的银河系中,每颗恒星究竟有多少岁?科学家找到的一种新方法探知星体年龄的准确度可达到目前探究方法的至少两倍。

多年来,天文学家估算恒星年龄的方法误差可达10%~20%。安柏瑞德航空大学(Embry-Riddle Aeronautical University)最新使用的一种方法,可将恒星年龄考察的误差缩小到3%~5%。

恒星以内部氢聚变为能源燃烧的阶段称为主序阶段,处于主序阶段的恒星称为主序星。主序阶段的恒星好比恒星的青壮年时期。当恒星核心的氢元素消耗殆尽之后,恒星就坍塌为白矮星。

目前探知星龄的办法依赖于对主序星的观测,而且科学家只能探测出恒星群体的年龄,并非单独恒星的年龄。

安柏瑞德航空大学天文物理学家Ted von Hippel领导的研究组采用了一种新方法,改为检测恒星的质量、表面温度、其大气中氢和氦的成分来测算年龄。

星体的质量很关键,因为质量大的星体冷却所需的时间长。”Hippel说,“这和一杯咖啡比一杓咖啡冷得慢的道理一样;而表面温度,就像通过探究已熄火的木炭的温度可探知火熄灭了多长时间;最后,了解星体表面氢和氦的成分也很重要,因为氦散热比氢快。”

现在有了欧洲太空署(ESA)盖亚(Gaia)卫星的数据,使探究星体的质量稍微容易了一些。

盖亚卫星能较准确地测出恒星的距离,加上研究组通过其表面亮度测出恒星的半径,于是根据现有的质量半径比,就能得出恒星的质量。

最后,根据探究星体上各金属成分的方法,再细化推敲恒星的年龄。

Hippel说,接下来的工作就是尽可能地了解分别处于主序星阶段和白矮星阶段的恒星上面所有元素的构成情况。

Hippel说这一新方法还在继续完善中,最终有望确定盖亚数据库中所有白矮星的年龄。

Hippel把天文物理研究比作考古。人们利用同位素碳探究所有工具、化石、石头器具的年代。探究宇宙也是一个类似的过程。

安柏瑞德航空大学的研究者们本月在美国天文学会(AAS)会议上展示了这一研究成果。

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