天体物理学家破解恒星诞生和衰老的密码

一种新开发的估计年龄的技术揭示了关于年轻恒星形成和漂移的惊人发现。

由维也纳大学的Núria Miret-Roig领导的天体物理学家团队发现，确定恒星年龄的两种方法测量的是不同的事物：同步测量从而确定恒星的出生日期，而动态跟踪则提供了恒星何时“离开巢穴”的信息，大约550万年后在所研究的星团中。

这项研究可以确定恒星生命的最早阶段，目前发表在科学杂志《自然天文学》上。

恒星的年龄是天体物理学中的一个基本参数，但仍然相对难以测量。迄今为止，最好的近似值是所谓的星团，即具有共同起源的相同年龄的恒星群。作为维也纳大学天体物理研究所研究的一部分，现在已经分析了六个相对接近和年轻的星团的年龄。

结果发现，确定恒星年龄的两种最可靠的方法——等时测量和动态追踪——在系统上和一致地不同：根据动态追踪方法，恒星每颗都比同步测量年轻约550万年。

当时钟开始滴答作响时

“这表明这两种测量方法测量的是不同的东西，”该研究的第一作者、维也纳大学的天体物理学家Núria Miret-Roig解释说。

根据这项新研究，同步的“时钟”从恒星形成的时间开始滴答作响，但动态回溯的“时钟”只有在星团离开其母云后开始膨胀时才开始滴答作响。

“这一发现对于我们理解恒星形成和恒星演化，包括行星形成和星系的形成具有重要意义，并为恒星形成的年表开辟了新的视角。例如，可以估计所谓的“嵌入阶段”的长度，在此期间，婴儿恒星保持在母体气体云中，“合著者兼维也纳大学教授João Alves解释说。

测量小星星在巢中停留的时间

“这两种方法之间的年龄差异代表了一种新的、急需的工具，可以量化恒星生命中的最早阶段，”阿尔维斯说。“具体来说，我们可以用它来测量小星星在离开巢穴之前需要多长时间。

来自盖亚特别任务的高分辨率数据与地面径向速度（例如来自APOGEE目录）相结合，使测量成为可能。“这种组合使我们能够以3D速度的精度将恒星的位置追溯到它们的出生地，”Miret-Roig解释道。

新的和即将到来的光谱调查，如WEAVE、4MOST和SDSS-V，将使整个太阳能社区的这项调查成为可能。

令人费解的区别

“自从我们知道恒星是如何工作的以来，天文学家就一直在使用等时年龄，但这些年龄取决于我们使用的特定恒星模型，”Miret-Roig说。“来自盖亚卫星的高质量数据现在使我们能够动态测量年龄，独立于恒星模型，我们很高兴能够同步这两个时钟。然而，在计算过程中，两种年龄测定方法之间出现了一致且令人费解的差异。

“最终，我们达到了一个点，我们不能再将这种差异归咎于观测误差 – 那时我们意识到这两个时钟很可能测量了两种不同的东西，”天体物理学家说。

在这项研究中，研究小组分析了六个附近和年轻的星团（距离490光年，年龄为5000万年）。嵌入阶段的时间尺度被发现约为550万年（正负110万年），可能取决于星团的质量和恒星反馈的数量。

将这项新技术应用于其他年轻和附近的星团，有望对恒星形成过程和恒星的漂移产生新的见解，Miret-Roig希望：“我们的工作为未来研究恒星形成铺平了道路，并提供了更清晰的恒星和星团如何演变的画面。这是我们努力了解银河系和其他星系形成的重要一步。