Космічні розрахунки: як астрономи дізнаються вік планет і зірок

За допомогою вимірювання віку зірок і планет учені можуть зрозуміти, коли і як вони сформувалися, а також яким чином відбувалася їхня еволюція. Якщо говорити про планети, то подібні розрахунки допомагають зрозуміти, чи встигло на них розвинутися життя. Але яким чином астрономи обчислюють цей вік? Про це розповідає астроном Адам Бургассер Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, США, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами Бургассера, зірки протягом мільярдів років зберігають однакову яскравість, температуру та розмір. А властивості планет, які обертаються навколо зірок, визначають останні, а не їхня еволюція та вік. Визначити точно вік зірки або планети буває дуже складно, проте вченим це вдається за допомогою різних методів вимірювання.

Вимірювання віку зірок

"З плином часу колір і яскравість зірок трохи змінюються. За допомогою спостережень і порівнянь цих даних із моделями поведінки зірок, коли вони стають старшими, вчені можуть оцінити вік зірок", — каже Бургассер.

Крім того, що у зірок змінюється яскравість у міру їхнього старіння, у них ще й сповільнюється обертання. За допомогою методу, відомого як гірохронологія, астрономи порівнюють швидкість обертання зірок різного віку.

Обертання зірки створює сильне магнітне поле, а його активність викликає появу зоряних спалахів, тобто викидів енергії та світла. Зниження такої активності допомагає виміряти вік зірки.

За словами вченого, є ще один метод, який називається астеросейсмологія, за допомогою якого астрономи вивчають вібрації на поверхні зірок, спричинені хвилями, які проходять через їхні надра. У молодих зірок вібрації відрізняються від тих, які можна спостерігати у старих зірок. За допомогою цього методу астрономи змогли обчислити вік нашого Сонця — 4,58 млрд років.

Вимірювання віку планет

Для вимірювання віку планет у Сонячній системі вчені використовують радіонукліди. Це особливі атоми, які повільно виділяють енергію протягом тривалого періоду часу. Наприклад, за допомогою радіонуклідів учені з'ясували, що вік найстарішого відомого метеорита становить 4,57 млрд років. А вік найстаріших відомих гірських порід на Землі становить 4,4 млрд років.

"Для того, щоб виміряти вік планети за допомогою радіонуклідів, вченим потрібно мати на руках часточку цієї планети, але часто вчені мають лише їхнє зображення. Тому для визначення віку кам'янистих об'єктів, наприклад, Марса чи Місяця, використовували кратери на їхній поверхні. Що старша поверхня, то може знищити свідоцтва дуже давніх впливів на поверхню", — каже Бургассер.

Цей метод не підходить для вимірювання віку газових гігантів, таких як Юпітер, але в такому разі астрономи можуть оцінити вік такої планети за допомогою підрахунку кратерів на її супутниках.

"Поки що сучасні технології не дають змоги безпосередньо виміряти вік планет за межами Сонячної системи", — каже вчений.

Вважається, що всі зірки в зоряних скупченнях з'явилися приблизно в один і той самий час, тому вік окремих зірок у цих скупченнях має бути однаковим. В атмосфері деяких зірок астрономи можуть виявити такі радіонукліди, як уран, які використовуються для перевірки віку іншими методами.

"Наразі припускається, що планети за межами Сонячної системи мають приблизно той самий вік, що й зірки, навколо яких вони обертаються. Тому поліпшення методів визначення віку зірок допомагає визначити і вік планет", — каже Бургассер.

Фокус уже писав про те, що в Сонячній системі мала з'явитися ще одна планета. Вчені вважають, що один з об'єктів у поясі Койпера є якраз зародком такої планети, що не відбулася.