Præcist datering af en stjerne kan have vigtige konsekvenser for forståelsen af stjernernes evolution og eventuelle cirkulerende exoplaneter. Men det er en af de hårdeste situationer inden for astronomi med kun et par eksisterende teknikker.
En metode er at finde en stjerne med radioaktive elementer som uran og thorium, hvis halveringstid er kendt og kan bruges til at datere stjernen med sikkerhed. Men kun ca. 5 procent af stjerner menes at have en sådan kemisk signatur.
En anden metode er at kigge efter et forhold mellem en stjerners alder og dens 'metaller', astronomens slangbegrep for alle elementer, der er tungere end helium. Gennem kosmisk historie har cyklusen med stjernefødsel og død støt produceret og spredt mere tunge elementer, der fører til nye generationer af stjerner, der er stærkere podet med metaller end generationen før. Men usikkerheden her er enorm.
Den seneste forskning leverer en ny teknik, der viser, at protostarer nemt kan dateres ved at måle de akustiske vibrationer - lydbølger - de udsender.
Stjerner fødes dybt inde i kæmpe molekylære gasskyer. Turbulens inden for disse skyer giver anledning til lommer med gas og støv med tilstrækkelig masse til at kollapse under deres egen gravitationssammentrækning. Når hver sky - protostar - fortsætter med at kollapse, bliver kernen varmere, indtil temperaturen er tilstrækkelig til at begynde nuklear fusion, og en fuldblæst stjerne fødes.
Vores sol krævede sandsynligvis ca. 50 millioner år for at modne fra begyndelsen af kollaps.
Teoretiske fysikere har længe antydet, at protostarer vibrerer anderledes end stjerner. Nu har Konstanze Zwintz fra KU Leuvens Institut for Astronomi, og kolleger testet denne forudsigelse.
Holdet studerede vibrationer af 34 protostarer i NGC 2264, som alle er mindre end 10 millioner år gamle. De brugte den canadiske MOST-satellit, den europæiske CoRoT-satellit og jordbaserede faciliteter såsom European Southern Observatory i Chile.
”Vores data viser, at de yngste stjerner vibrerer langsommere, mens stjernerne tættere på voksenlivet vibrerer hurtigere,” sagde Zwintz i en pressemeddelelse. ”En stjernemasse har stor indflydelse på dens udvikling: stjerner med en mindre masse udvikler sig langsommere. Tunge stjerner vokser hurtigere og ældes hurtigere. ”
Hver stjernes vibrationer ses indirekte af deres subtile ændringer i lysstyrke. Bobler af varm, lys gas stiger til stjernens overflade og køles derefter ned, dæmpes og synker i en konvektiv sløjfe. Denne væltning medfører små ændringer i stjernens lysstyrke og afslører skjult information om lydbølgerne dybt inde.
Du kan faktisk høre denne proces, når de stjernekrævede lyskurver omdannes til lydbølger. Nedenfor er en video af sådanne sangstjerner, produceret af naturen sidste år.
”Vi har nu en model, der mere præcist måler de unge stjerners alder,” sagde Zwintz. ”Og vi er nu også i stand til at opdele unge stjerner i henhold til deres forskellige livsfaser.”
Resultaterne blev offentliggjort i Science.
