Космические расчеты: как астрономы узнают возраст планет и звезд

С помощью измерения возраста звезд и планет ученые могут понять, когда и как они сформировались, а также каким образом происходила их эволюция. Если говорить о планетах, то подобные расчеты помогают понять, успела ли на них развиться жизнь. Но каким образом астрономы вычисляют этот возраст? Об этом рассказывает астроном Адам Бургассер Калифорнийского университета в Сан-Диего, США, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам Бургассера, звезды в течение миллиардов лет сохраняют одинаковую яркость, температуру и размер. А свойства планет, которые вращаются вокруг звезд, определяют последние, а не их эволюция и возраст. Определить точно возраст звезды или планеты бывает очень сложно, тем не менее ученым это удается с помощью разных методов измерения.

Измерение возраста звезд

"С течением времени цвет и яркость звезд немного меняются. С помощью наблюдений и сравнений этих данных с моделями поведения звезд, когда они становятся старше, ученые могут оценить возраст звезд", — говорит Бургассер.

Кроме того, что у звезд меняется яркость по мере их старения, у них еще и замедляется вращение. С помощью метода, известного как гирохронология, астрономы сравнивают скорость вращения звезд разного возраста.

Вращение звезды создает сильное магнитное поле, а его активность вызывает появление звездных вспышек, то есть выбросов энергии и света. Снижение такой активности помогает измерить возраст звезды.

По словам ученого, есть еще один метод, который называется астеросейсмология, с помощью которого астрономы изучают вибрации на поверхности звезд, вызванные волнами, которые проходят через их недра. У молодых звезд вибрации отличаются от тех, которые можно наблюдать у старых звезд. С помощью этого метода астрономы смогли вычислить возраст нашего Солнца — 4,58 млрд лет.

Измерение возраста планет

Для измерения возраста планет в Солнечной системе ученые используют радионуклиды. Это особые атомы, которые медленно выделяют энергию в течение длительного периода времени. Например, с помощью радионуклидов ученые выяснили, что возраст самого старого известного метеорита составляет 4,57 млрд лет. А возраст самых старых известных горных пород на Земле составляет 4,4 млрд лет.

"Для того, чтобы измерить возраст планеты с помощью радионуклидов, ученым нужно иметь на руках частичку этой планеты, но часто ученые имеют лишь их изображение. Поэтому для определения возраста каменистых объектов, например, Марса или Луны, использовались кратеры на их поверхности. Чем старше поверхность, тем может уничтожить свидетельства очень древних воздействий на поверхность", — говорит Бургассер.

Этот метод не подходит для измерения возраста газовых гигантов, таких как Юпитер, но в таком случае астрономы могут оценить возраст такой планеты с помощью подсчета кратеров на ее спутниках.

"Пока что современные технологии не позволяют напрямую измерить возраст планет за пределами Солнечной системы", — говорит ученый.

Считается, что все звезды в звездных скоплениях появились примерно в одно и то же время, поэтому возраст отдельных звезд в этих скоплениях должен быть одинаковым. В атмосфере некоторых звезд астрономы могут обнаружить такие радионуклиды, как уран, которые используются для проверки возраста другими методами.

"Сейчас предполагается, что планеты за пределами Солнечной системы имеют примерно тот же возраст, что и звезды, вокруг которых они вращаются. Поэтому улучшение методов определения возраста звезд помогает определить и возраст планет", — говорит Бургассер.

Фокус уже писал о том, что в Солнечной системе должна была появиться еще одна планета. Ученые считают, что один из объектов в поясе Койпера является как раз зародышем такой несостоявшейся планеты.