Die genaue Datierung eines Sterns kann wichtige Konsequenzen für das Verständnis der Sternentwicklung und aller kreisenden Exoplaneten haben. Aber es ist eine der schwierigsten Schwierigkeiten in der Astronomie mit nur wenigen vorhandenen Techniken.
Eine Methode besteht darin, einen Stern mit radioaktiven Elementen wie Uran und Thorium zu finden, deren Halbwertszeiten bekannt sind und mit denen der Stern mit Sicherheit datiert werden kann. Es wird jedoch angenommen, dass nur etwa 5 Prozent der Sterne eine solche chemische Signatur haben.
Eine andere Methode besteht darin, nach einer Beziehung zwischen dem Alter eines Sterns und seinen „Metallen“ zu suchen, dem Slangbegriff des Astronomen für alle Elemente, die schwerer als Helium sind. Im Laufe der kosmischen Geschichte hat der Zyklus von Geburt und Tod von Sternen immer mehr schwere Elemente hervorgebracht und zerstreut, was zu neuen Generationen von Sternen führte, die stärker mit Metallen besiedelt sind als die Generation zuvor. Aber die Unsicherheiten hier sind riesig.
Die neuesten Forschungsergebnisse liefern eine neue Technik, die zeigt, dass Protosterne leicht durch Messung der von ihnen emittierten akustischen Schwingungen - Schallwellen - datiert werden können.
Sterne werden tief in riesigen molekularen Gaswolken geboren. Turbulenzen in diesen Wolken führen zu Gas- und Staubtaschen mit genügend Masse, um unter ihrer eigenen Gravitationskontraktion zusammenzubrechen. Während jede Wolke - der Protostern - weiter zusammenbricht, wird der Kern heißer, bis die Temperatur ausreicht, um mit der Kernfusion zu beginnen, und ein ausgewachsener Stern geboren wird.
Unsere Sonne brauchte wahrscheinlich etwa 50 Millionen Jahre, um vom Beginn des Zusammenbruchs an zu reifen.
Theoretische Physiker haben lange postuliert, dass Protosterne anders schwingen als Sterne. Jetzt haben Konstanze Zwintz vom Institut für Astronomie der KU Leuven und Kollegen diese Vorhersage getestet.
Das Team untersuchte die Schwingungen von 34 Protosternen in NGC 2264, die alle weniger als 10 Millionen Jahre alt sind. Sie nutzten den kanadischen Satelliten MOST, den europäischen CoRoT-Satelliten und bodengestützte Einrichtungen wie das European Southern Observatory in Chile.
"Unsere Daten zeigen, dass die jüngsten Sterne langsamer vibrieren, während die Sterne, die sich dem Erwachsenenalter nähern, schneller vibrieren", sagte Zwintz in einer Pressemitteilung. „Die Masse eines Sterns hat einen großen Einfluss auf seine Entwicklung: Sterne mit einer geringeren Masse entwickeln sich langsamer. Schwere Sterne wachsen schneller und altern schneller. “
Die Schwingungen der einzelnen Sterne werden indirekt durch ihre subtilen Helligkeitsänderungen gesehen. Heiße, helle Gasblasen steigen an die Oberfläche des Sterns und kühlen sich dann ab, verdunkeln sich und sinken in einer Konvektionsschleife. Dieser Umsturz verursacht kleine Änderungen in der Helligkeit des Sterns und enthüllt verborgene Informationen über die Schallwellen tief im Inneren.
Sie können diesen Vorgang tatsächlich hören, wenn die stellaren Lichtkurven in Schallwellen umgewandelt werden. Unten sehen Sie ein Video solcher singenden Stars, das Nature letztes Jahr produziert hat.
"Wir haben jetzt ein Modell, das das Alter junger Stars genauer misst", sagte Zwintz. "Und wir können jetzt auch junge Stars nach ihren verschiedenen Lebensphasen unterteilen."
Die Ergebnisse wurden in Science veröffentlicht.
