Как астрономы определяют возраст планет и звезд

Такие звезды, как Солнце, сохраняют одинаковую яркость, температуру и размер в течение миллиардов лет. А свойства планет часто определяет звезда, вокруг которой те вращаются. Так что определить возраст звезды или планеты может быть так же трудно, как угадать возраст человека, что выглядит совершенно одинаково с детства и до пенсии.

Смотри также Для ярких вечеров: вкусный коктейль, которым захочется поразить друзей

Как определить возраст звезды

И все же, к счастью, звезды со временем незаметно меняют свою яркость и цвет. Благодаря очень точным измерениям астрономы могут сравнить эти измерения с математическими моделями, предусматривающими происходящее со звездами, и на основе этого оценить их возраст.

• Кроме того, звезды вращаются и со временем их вращение замедляется, подобно тому, как замедляется вращение волчка. Сравнивая скорости вращения звезд всех возрастов, астрономы смогли создать математические зависимости для определения возраста звезд – метод, известный как гирохронология.
• Вращение звезды также создает сильное магнитное поле и вызывает магнитную активность, такую как звездные вспышки – мощные всплески энергии и света, возникающие на поверхности звезды. Постоянное снижение магнитной активности звезды также может помочь оценить ее возраст.

Более совершенный метод определения возраста звезд называется астероидоведение, или звездное сотрясение. Астрономы изучают вибрации на поверхности звезд, вызванные волнами, проходящими через их недра. Молодые звезды имеют иные вибрационные паттерны, чем старые. По этому методу астрономы оценили возраст Солнца – в 4,58 миллиарда лет.

Фото Hubble Ultra Deep Field 2014 года / Изображение NASA

Составление возраста планеты

В Солнечной системе радионуклиды является ключом к определению возраста планет. Это особые атомы, медленно высвобождающие энергию в течение длительного времени. Как естественные часы, радионуклиды помогают ученым определять возраст самых разных вещей – от камней до костей и глиняной посуды.

• Используя этот метод, ученые определили, что самый старый из известных метеоритов имеет 4,57 миллиарда лет, что почти совпадает с астероидным возрастом Солнца. Самые древние известные горные породы на Земле имеют несколько меньший возраст – 4,40 миллиарда лет. Аналогично, почва, привезенная с Луны во время миссий "Аполлон", имела радионуклидный возраст до 4,6 миллиарда лет.
• Хотя изучение радионуклидов является мощным методом измерения возраста планет, он обычно требует наличия камней в руках. Обычно же астрономы имеют только фотографии планеты. Поэтому астрономы часто определяют возраст каменистых космических объектов, таких как Марс или Луна, путем подсчета их кратеров. Более старые поверхности имеют больше кратеров. Однако эрозия под действием воды, ветра, космических лучей и потоков лавы из вулканов может стереть доказательства более ранних воздействий.

Методы старения не работают для планет-гигантов, таких как Юпитер, имеющих глубоко скрытые поверхности. Однако астрономы могут оценить их возраст, подсчитывая кратеры на их лунах или изучая распределение определенных классов рассеянных ими метеоритов, что согласовывается с радионуклидными и кратерными способами для каменистых планет.

Обрати внимание: к сожалению, мы пока не можем измерить возраст планет за пределами нашей Солнечной системы с помощью современных технологий.

По оценкам исследователей, возраст Солнца составляет 4,58 миллиарда лет / Изображение NASA

Насколько точны эти оценки

Наша солнечная система обеспечивает лучшую проверку точности, поскольку астрономы могут сравнить радионуклидный возраст горных пород на Земле, Луне или астероидах с астероидоведческим возрастом Солнца, и они очень хорошо совпадают.

• Считается, что звезды в таких скоплениях как Плеяды или Омега Центавра образовались примерно в одно и то же время, поэтому оценки возраста отдельных звезд в этих скоплениях должны быть одинаковыми.
• В атмосферах некоторых звезд астрономы могут обнаружить радионуклиды, такие как уран, используемые для проверки возраста другими методами.

Астрономы считают, что планеты имеют примерно такой же возраст, как и их звезды, поэтому усовершенствование методов определения возраста звезды помогает определить возраст и планеты. Так что изучая тонкие подсказки, можно сделать обоснованное предположение о возрасте космических тел.