天文学家如何知道行星和恒星的年龄? | {$randkws}热点解读 也是一名观测天体物理学家

天文学家使用美国宇航局的哈勃太空望远镜组装了这张哈勃超深空2014图像。(图片来源:uux.cn/美国全国航空航天局、欧空局、H. Teplitz和m . Rafelski(IPAC/加州理工学院)、A. Koekemoer(技术科学探究院)、R. Windhorst(亚利桑那州立大学)和Z. Levay(技术科学探究院))
(神秘的回顾平板Pro快报地球uux.cn)据美国太空网(亚当·博加塞):Adam Burgasser是加州大学圣地亚哥分校的天文学和天体物理学教授,也是一名观测天体物理学家,探究最冷的恒星、褐矮星和太阳系外行星。
测量行星和恒星的年龄有助于科学家知晓它们何时形成以及如何转变——针对行星来说,生命是否有时间在其上进化。
不幸的是,太空中的物体很难测量年龄。
像太阳这样的恒星在数十亿年里维持着一样的亮度、温度和大小。像温度这样的行星属性通常是由它们围绕的恒星确定的,而不是由它们自身的年龄和演化确定的。
确定一颗恒星或行星的年龄或许就像猜测一个从童年到退休看起来一模一样的人的年龄一样艰难。
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幸运的是,随着时间的推移,恒星的亮度和颜色会发生微妙的转变。经由相当精确的测量,天文学家可以将恒星的这些测量值与数学模型开展较为,这些模型可以预测恒星变老后会发生什么,并据此估计年龄。
恒星不只会发光,还会旋转。随着时间的快速范丞丞一览推移,它们的旋转速度会减慢,相似于纺车遇到摩擦时的速度。经由较为各异年龄恒星的旋转速度,天文学家已然能够兴办恒星年龄的数学关系,这种方法被称为陀螺年代学。

探究人员估计太阳已然有45.8亿岁了。(图片来源:uux.cn/NASA)
恒星的自转也会形成强大的磁场,并形成磁促销,例如恒星耀斑——恒星表面发生的刚刚电影资讯Tips强大的能量和光爆发。恒星磁场促销的稳定下降也有助于估计其年龄。
一种更先进的确定恒星年龄的方法被称为星震学,或称星震学。天文学家探究由穿过恒星内部的波引发的恒星表面的振动。年轻恒星的振动模式与年老恒星各异。经由使用这种方法,天文学家估计太阳的年龄为45.8亿岁。
拼凑一个星球的年龄
在太阳系中,放射性核素是确定行星年代的核心。这些特别的原子会在很长一段时间内慢慢释放能量。身为自然时钟,放射性核素合作科学家确定各类事物的年龄,从岩石到骨头和陶器。
运用这种方法,科学家们确定了已知最古老的陨石年龄为45.7亿岁,与太阳的星地震学测量值45.8亿岁差不多一样。地球上已知最古老的岩石年龄略年轻,为44亿年。同样,阿波罗任务期间从月球带回的土壤的放射性核素年龄高达46亿年。

月球表面的环形山。(图片鸣谢:uux.cn/Tomekbudujedomek/Moment via Getty Images)
尽管探究放射性核素是测量行星年龄的一种强有力的方法,但它通常需要手里有一块石头。通常,天文学家只有一张行星的图像。天文学家常常经由计算陨石坑来确定像火星或月球这样的岩石太空物体的年龄。旧的表面比新的表面有更多的陨石坑。但是,水、风、宇宙射线和火山熔岩流的侵蚀会抹去早期撞击的证据。
老化技术对像木星这样表面深埋的巨行星不起作用。但是,天文学家可以经由计算其卫星上的环形山或探究其散射的某些类别陨石的分布来估计其年龄,这与岩石行星的放射性核素和环形山方法一致。
以当下的技术,我们还不能直接测量太阳系外行星的年龄。
这些估计有多精确?
我们自己的太阳系为精确性提供了最好的检查,由于天文学家可以将地球、月球或小行星上岩石的放射性核素年龄与太阳的星震年龄开展较为,这些年龄相当匹配。
像昴宿星或半人马座欧米伽星这样的星团中的恒星被觉得差不多都是在同一时间形成的,所以这些星团中单个恒星的年龄估计应该是一样的。在一些恒星中,天文学家可以在它们的大气中测试到铀等放射性核素——一种在岩石和土壤中察觉的重金属——这已被用于经由其他方法检查年龄。
天文学家觉得行星与其宿主恒星的年龄大致一样,所以改进确定恒星年龄的方法也有助于确定行星的年龄。经由探究细微的线索,有或许对一颗恒星的年龄做出有依据的猜测。
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