银河系计时员：用陀螺年代学解码孤星的年龄-DG城市

研究人员已经成功地将陀螺年代学（将恒星自转速率与其年龄联系起来）应用于星团外的恒星。这种方法在300多颗宽的双星上进行了测试，表明场恒星遵循与星团中相似的年龄模式，有望更准确地老化更多的恒星。

陀螺年代学是一种基于旋转来估计恒星年龄的技术，已经从星团扩展到场星，揭示了一致的老化模式，并拓宽了确定恒星年龄的范围。

波茨坦莱布尼茨天体物理研究所（AIP）和波士顿大学的科学家已经成功地建立了星团中恒星与星团外恒星（即所谓的场星）之间的旋转速率之间的联系，从而能够推导出后者的年龄。结果表明，陀螺年代学方法不仅适用于星团，也适用于场星，从而可以确定更多恒星的年龄。

陀螺年代学：确定恒星年代的工具

明星几岁了？这是一个棘手的问题，对于居住在星团中的恒星来说，更容易回答。这是因为星团中的所有恒星——无论它们的大小——都有相同的起源，因此具有相同的年龄。通过研究星团中恒星的集体特性及其当前的演化阶段，人们可以很好地估计它们的年龄。

研究人员现在正在探索陀螺年代学的新领域，该领域可以确定单个恒星的年龄。它建立了恒星的旋转与其颜色和年龄之间的关系。

恒星绕其轴旋转的自转周期可以通过对其亮度的观察来确定：许多恒星的表面都有黑点，就像太阳的太阳黑子一样。当一颗恒星旋转并且一个星斑进入观察者的视野时，恒星的亮度会小幅下降。

通过测量恒星光强度的这些小幅下降，以及当它们重复时，例如使用来自开普勒卫星的数据，如这里使用的那样，可以测量恒星的自转周期。

20240108102717167-image

在开普勒望远镜拍摄的全画幅图像合成中，样本中一些宽双星的位置被覆盖为黄色和红色。红点表示被发现处于太阳时代的系统。其中四颗被放大显示，属于宽双星的两颗恒星被包围。黄点标记了其他（但现在已知）的系统。

星团的旋转演化

对星团中低质量矮星的研究表明，随着年龄的增长，恒星的自转速度越来越慢。在图表中绘制恒星的旋转周期与它们的颜色，出现了一个特征模式：星团形成曲线，共同定义旋转演化的骨架，骨架的每个肋骨对应一个特定年龄的星团，而较老的星团依次定义更高的肋骨。然后，每根肋骨都是一条年龄相等的曲线。通过在图中绘制星团，可以使用这些线来推导出它的年龄。然而，由于这种方法是在星团的基础上发展起来的，直到现在还不清楚这种年龄测定方法是否也适用于星团外的恒星，这些恒星构成了我们银河系的绝大多数恒星。

应用于野外之星

这就是最近工作的用武之地。作者研究了300多颗宽双星的样本。这些是两颗恒星的系统，它们彼此绕着彼此运行，彼此相距足够远，没有相互作用，因此扰乱了它们的正常旋转演化。宽双星是场星，但它们的共同起源允许一个假设也用于星团恒星 – 它们具有相同的年龄。这意味着，如果场星的演化方式与星团相同，那么如果将宽双星的两颗恒星放在星团骨架上，则应该提供一致的图像。换句话说，如果一颗宽双星的一颗恒星位于特定星团的旋转肋骨上，那么另一颗恒星也会位于同一肋骨上吗？该研究的作者发现，情况确实如此。

陀螺年代学的可靠性得到证实

事实上，作者发现他们可以将研究的双星分成一系列子群，每个子群都与相应年龄的相应星团相关联。该研究的主要作者、AIP恒星活动小组的博士生David Gruner表示：“当我们开始将我们所有的宽双星系统与星团骨架进行比较时，令人惊讶的是。即使是质量非常不同的恒星系统，它们在图中的位置也表现出显着的连贯性，以至于它们几乎无法与星团区分开来。

然后，可以推测位于星团肋骨集合上方的几颗恒星比迄今为止测量到的星团更古老。此外，作者表明，对于所研究的绝大多数系统，一个组件的旋转年龄与另一个组件的旋转年龄相匹配。由于宽双样本在天空中的分布和其他恒星特性（如金属含量）都非常多样化，因此结果表明陀螺年代学可能可以可靠地用于野外恒星。