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新技术测定恒星年龄误差仅3%—5%

2019-01-18 09:46 来源:科技日报

  天上的星星有多老?多年来,天文学家测定恒星年龄的误差甚至超过20%。但美国安柏瑞德航空大学的科学家近日提出一种新的恒星年龄测定技术,误差仅为3%至5%。

  一个星团中的恒星几乎同时产生,而星团中的白矮星则是恒星死亡后的残骸,新技术正是通过测定星团中白矮星的年龄推断恒星的年龄。之前的方案则是对星团中不同恒星进行观测,在赫罗图(恒星的光谱类型与光度之关系图,是研究恒星演化的重要工具)上,确定恒星脱离主星序的拐点,进而根据恒星演化模型,推算出这个星团的年龄。

  新技术需要测定白矮星质量、表面温度及其大气中是否含有氢或氦。表面温度可以根据白矮星的颜色和大气成分来确定,氦和氢代表了辐射散热的速度。质量是测定其年龄的关键,也是需要突破的难点。

  欧洲空间局“盖亚”卫星提供的数据为此提供了关键支撑。“盖亚”通过测量银河系中大约10亿颗恒星的位置和径向速度来制作银河系3D地图,并准确地测量了星际距离。研究人员利用其中白矮星与地球的距离数据,加上亮度,来确定白矮星的半径,再根据恒星质量与半径比最终确定其质量。最后,通过计算出星中不同金属元素的丰度,研究人员可以进一步确定这个天体的年龄。

  安柏瑞德航空大学物理和天文学教授冯·希佩尔表示,该方法仍处于初步研发阶段。但它非常有前景,研究团队希望最终能测定“盖亚”数据库中所有白矮星的年龄,这可以大大提高我们对银河系内恒星形成的认识。在考古学中,人类使用碳年代测定法来确定各种物体的年龄。宇宙也是如此,对于今天的天文学家来说,不能不了解银河系不同部分的年龄。我们已经掌握了测定天体年代的技术,但并不精确。

(责任编辑:王蔚)

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