天文學(xué)家使用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡組裝了這張哈勃超深空2014照片。(圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局、學(xué)家星和歐空局、何知恒星H. Teplitz和m . Rafelski(IPAC/加州理工學(xué)院)、道行的年A. Koekemoer(科技科學(xué)研究院)、天文R. Windhorst(亞利桑那州立大學(xué))和Z. Levay(科技科學(xué)研究院))
（神秘的學(xué)家星和地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（亞當(dāng)·博加塞）：Adam Burgasser是加州大學(xué)圣地亞哥分校的天文學(xué)和天體物理學(xué)教授，也是何知恒星一名觀測天體物理學(xué)家，研究最冷的道行的年恒星、褐矮星和太陽系外行星。天文
測量行星和恒星的學(xué)家星和年齡有助于科學(xué)家了解它們何時形成以及如何變化——對于行星來說，生命是何知恒星否有時間在其上進化。
不幸的道行的年是，太空中的天文物體很難測量年齡。
像太陽這樣的學(xué)家星和恒星在數(shù)十億年里保持著相同的亮度、溫度和大小。何知恒星像溫度這樣的行星屬性通常是由它們圍繞的恒星決定的，而不是由它們自身的年齡和演化決定的。
確定一顆恒星或行星的年齡可能就像猜測一個從童年到退休看起來一模一樣的人的年齡一樣困難。
推測一個明星的年齡
幸運的是，隨著時間的推移，恒星的亮度和顏色會發(fā)生微妙的變化。通過非常精確的測量，天文學(xué)家可以將恒星的這些測量值與數(shù)學(xué)模型進行比較，這些模型可以預(yù)測恒星變老后會發(fā)生什么，并據(jù)此估計年齡。
恒星不僅會發(fā)光，還會旋轉(zhuǎn)。隨著時間的推移，它們的旋轉(zhuǎn)速度會減慢，類似于紡車遇到摩擦?xí)r的速度。通過比較不同年齡恒星的旋轉(zhuǎn)速度，天文學(xué)家已經(jīng)能夠建立恒星年齡的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種方法被稱為陀螺年代學(xué)。
研究人員估計太陽已經(jīng)有45.8億歲了。(圖片來源:uux.cn/NASA)
恒星的自轉(zhuǎn)也會產(chǎn)生強大的磁場，并產(chǎn)生磁活動，例如恒星耀斑——恒星表面發(fā)生的強大的能量和光爆發(fā)。恒星磁場活動的穩(wěn)定下降也有助于估計其年齡。
一種更先進的確定恒星年齡的方法被稱為星震學(xué)，或稱星震學(xué)。天文學(xué)家研究由穿過恒星內(nèi)部的波引起的恒星表面的振動。年輕恒星的振動模式與年老恒星不同。通過使用這種方法，天文學(xué)家估計太陽的年齡為45.8億歲。
拼湊一個星球的年齡
在太陽系中，放射性核素是確定行星年代的關(guān)鍵。這些特殊的原子會在很長一段時間內(nèi)緩慢釋放能量。作為自然時鐘，放射性核素幫助科學(xué)家確定各種事物的年齡，從巖石到骨頭和陶器。
利用這種方法，科學(xué)家們確定了已知最古老的隕石年齡為45.7億歲，與太陽的星地震學(xué)測量值45.8億歲幾乎相同。地球上已知最古老的巖石年齡略年輕，為44億年。同樣，阿波羅任務(wù)期間從月球帶回的土壤的放射性核素年齡高達46億年。
月球表面的環(huán)形山。(圖片鳴謝:uux.cn/Tomekbudujedomek/Moment via Getty Images)
雖然研究放射性核素是測量行星年齡的一種強有力的方法，但它通常需要手里有一塊石頭。通常，天文學(xué)家只有一張行星的照片。天文學(xué)家經(jīng)常通過計算隕石坑來確定像火星或月球這樣的巖石太空物體的年齡。舊的表面比新的表面有更多的隕石坑。然而，水、風(fēng)、宇宙射線和火山熔巖流的侵蝕會抹去早期撞擊的證據(jù)。
老化技術(shù)對像木星這樣表面深埋的巨行星不起作用。然而，天文學(xué)家可以通過計算其衛(wèi)星上的環(huán)形山或研究其散射的某些類別隕石的分布來估計其年齡，這與巖石行星的放射性核素和環(huán)形山方法一致。
以目前的技術(shù)，我們還不能直接測量太陽系外行星的年齡。
這些估計有多準(zhǔn)確？
我們自己的太陽系為準(zhǔn)確性提供了最好的檢查，因為天文學(xué)家可以將地球、月球或小行星上巖石的放射性核素年齡與太陽的星震年齡進行比較，這些年齡非常匹配。
像昴宿星或半人馬座歐米伽星這樣的星團中的恒星被認為幾乎都是在同一時間形成的，所以這些星團中單個恒星的年齡估計應(yīng)該是相同的。在一些恒星中，天文學(xué)家可以在它們的大氣中檢測到鈾等放射性核素——一種在巖石和土壤中發(fā)現(xiàn)的重金屬——這已被用于通過其他方法檢查年齡。
天文學(xué)家認為行星與其宿主恒星的年齡大致相同，因此改進確定恒星年齡的方法也有助于確定行星的年齡。通過研究細微的線索，有可能對一顆恒星的年齡做出有根據(jù)的猜測。
這篇文章是在知識共享許可下轉(zhuǎn)載自《對話》。
作者:知識
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