Himlen over os er fyldt med funklende stjerner. Men hvor længe har de siddet deroppe?
Forskere har udviklet en ny metode, som gør det muligt at bestemme stjerners alder, ud fra hvor hurtigt de roterer om sig selv.
Der gælder nemlig, at jo ældre stjernerne er, des langsommere roterer de, lyder det fra forskerne.
»Det er et vigtigt nyt redskab for astronomer, der studerer udviklingen af stjerner og deres ledsagere (planeter, red.). Og det kan hjælpe med at identificere planeter, der er gamle nok til, at kompleks liv kan have udviklet sig,« siger den danske forsker Søren Meibom i en pressemeddelelse fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i USA.
Han er en af hovedkræfterne bag den nye undersøgelse, som netop er publiceret i det anerkendte tidsskrift Nature.
Professor: Spændende resultat
På Aarhus Universitet er professor Jørgen Christensen-Dalsgaard begejstret for den nye undersøgelse.
»Det er et meget spændende resultat. Aldersbestemmelse af stjerner er både vigtigt og svært.«
»Med den nye metode kan det blive meget nemmere at bestemme alderen på store samlinger af stjerner,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard, som selv forsker i aldersbestemmelse af stjerner.
Han forklarer, at det i forvejen var en kendt sag, at stjerner snurrer langsommere og langsommere om sig selv, jo ældre de bliver – ligesom en snurretop der gradvist mister sin rotationsfart.
Men problemet har været, at forskerne hidtil ikke har kunnet omsætte målinger af stjernernes rotationshastighed til præcis viden om himmellegemernes alder.
»Nu ved vi, hvor hurtigt rotationshastigheden aftager, og det kan vi bruge til at bestemme alderen, når vi ser på en given stjerne på himlen. Vi havde også nogle grove modeller for det førhen, men nu er metoden meget mere sikker end før,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard, som er leder af Stellar Astrophysics Centre i Aarhus.
Mørke pletter sladrer om rotationen
Ved den nye metode udnytter forskerne, at der findes mørke pletter på stjernerne – pletter der svarer til solpletter på vores egen stjerne Solen. Ved at følge disse pletter på stjernerne kan forskerne bestemme, hvor hurtigt stjernen roterer om sig selv.
\ Fakta
Stjerner roterer om deres egen akse – vores egen stjerne Solen roterer for eksempel om sig selv på 26 dage. I 2003 foreslog astronomen Sydney Barnes, at man kunne bestemme stjerners alder ved at måle deres rotationshastighed og masse (vægt) Han døbte metoden gyrokronologi fra de græske ord gyros (rotation), chronos (tid/alder) og logos (studier af) Metoden har dog været usikker hidtil, men en ny undersøgelse gør det mere sikkert at bestemme stjerners alder ud fra deres rotation. Kilder: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
For selvom stjernernes pletter ikke er til at se direkte på en fjern stjerne – som man kan med solpletter på Solen – så giver de mørke pletter alligevel et målbart dyk i lyset fra stjernen.
Det er imidlertid ikke nok kun at måle, hvor hurtigt en stjerne roterer, hvis man vil kende dens alder.
Store stjerner har nemlig tendens til at rotere hurtigere end små stjerner, og det komplicerer aldersbestemmelsen yderligere.
Masse og rotation afslører alderen
Men i den nye undersøgelse viser forskerne, at der er et tæt matematisk forhold mellem stjerners masse (vægt), deres rotationshastighed og deres alder – så ved at måle en given stjernes rotationshastighed og masse, kan forskerne altså beregne stjernens alder.
»Forholdet mellem masse, rotationshastighed og alder er nu defineret så godt, at vi kan beregne alderen på de enkelte stjerner med en usikkerhed inden for 10 procent,« udtaler en af medforfatterne til den nye undersøgelse, Sydney Barnes fra det tyske Leibniz Institute for Astrophysics.
Der findes i forvejen andre metoder til at bestemme alderen på stjerner – en af de mest præcise metoder er ifølge Jørgen Christensen-Dalsgaard at studere rystelser på stjernens overflade; kendt som stjerneskælv.
Netop inden for dette felt er Jørgen Christensen-Dalsgaard blandt verdens førende forskere, og han forklarer, at et stjerneskælv kan sladre om stjernens alder, fordi rystelserne ændrer sig efterhånden, som stjernen bliver ældre. (Læs mere om metoden i denne artikel)
Andre metoder er mere præcise
»Det er stadig mest præcist, at bestemme alderen på en stjerne ud fra studier af stjerneskælv. Men det er kun muligt at gøre det for relativt få stjerner, og det kræver længere tids målinger.«
»På den måde vil det være nemmere at bestemme stjernens alder med den nye metode, for her skal man blot måle rotationshastigheden og vide, hvor tung stjernen er,« forklarer Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Men hvordan har forskerne egentlig udviklet deres nye metode?
I første omgang har de undersøgt rotationshastigheden på 30 stjerner i en stjernehob, som kaldes NGC 6819 og er omkring 2,5 milliarder år gammel.
De 30 stjerner er i vidt forskellige størrelser, og det tager dem mellem 4 og 23 dage at rotere en omgang rundt om sig selv – til sammenligning tager Solens rotation 26 dage.
Ved hjælp af computermodeller kunne forskerne bruge data fra de 30 stjerner til at finde frem til en mere generel formel for, hvordan stjerners rotation, masse og alder hænger sammen.
Søren Meibom og hans kolleger har tidligere udviklet en lignende formel på baggrund af studier af andre stjerner. Disse stjerner var imidlertid kun omkring 1 milliard år gamle, og dermed udvider den nye undersøgelse forskernes viden om stjerners rotation med 1,5 milliarder år.
