迴轉年代學

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迴轉年代學Gyrochronology)是以恆星自轉週期預測類似太陽的低質量恆星年齡方式。該詞由來於希臘語的 gyros, chronoslogos 的組合,意思分別是「旋轉,年齡和研究」。這個詞是於2003年由西德尼·巴恩斯提出以描述由恆星自轉研究其年齡的方式[1],再於2007年藉由經驗進一步擴充其內容[2]

概要[编辑]

迴轉年代學是基於 Andrew Skumanich 量測到的恆星自轉速度(投影自轉速度 v sin i)會隨著恆星年齡增加逐漸下降建立[3]。迴轉年代學以 P 代表恆星週期以取代 v sin i,這是因為恆星的轉軸傾角 i 通常無法得知,因此恆星真實自轉速度 v 也無從得知。這個技術特殊的是它依賴於恆星真實質量和自轉的關聯,例如畢宿星團成員星早期恆星自轉研究[4]。這兩者的改進大幅提升了以該法測定年齡的精確度,以迴轉年代學測定的恆星年齡被稱為「迴轉年齡」(Gyrochronological age)。

迴轉年代學的基本是來自於低溫主序星的自轉周期 P 是恆星年齡 t、質量 M(有時候可用色指數等適當參數取代)的函數。詳細的自轉關係則是旋轉週期會對特定年齡和質量公式快速收斂,在數學上可用關係式 P = P (t, M) 表示,即使恆星的初始自轉周期有一定的允許空間。因此,低溫恆星並不會完全占據三個參數空間(質量、年齡和週期),但是會占據其中兩個;因此,測量其中兩個變數就可以求得第三個。這些變量,例如質量(有時以色指數等代替)和自轉週期是以更容易被量測的方式量測以得知恆星的年齡,否則恆星年齡的估算將會相當困難。

參考資料[编辑]

  1. ^ Barnes, Sydney. On the rotational evolution of Solar- and Late-Type Stars, Its Magnetic Origins, and the Possibility of Stellar Gyrochronology. The Astrophysical Journal. 2003.March, 586 (1): 464–479. arXiv:astro-ph/0303631. Bibcode:2003ApJ...586..464B. doi:10.1086/367639. 
  2. ^ Barnes, Sydney. Ages for Illustrative Field Stars Using Gyrochronology: Viability, Limitations, and Errors. The Astrophysical Journal. 2007.November, 669 (2): 1167–1189. arXiv:0704.3068. Bibcode:2007ApJ...669.1167B. doi:10.1086/519295. 
  3. ^ Skumanich, Andrew. Time Scales for CA II Emission Decay, Rotational Braking, and Lithium Depletion. The Astrophysical Journal. February, 171: 565. Bibcode:1972ApJ...171..565S. doi:10.1086/151310. 
  4. ^ Radick, Richard; Thompson, D. T.; Lockwood, G. W.; Duncan, D. K.; Baggett, W. E. The activity, variability, and rotation of lower main-sequence Hyades stars. The Astrophysical Journal. 1987.10, 321: 459–472. Bibcode:1987ApJ...321..459R. doi:10.1086/165645. 

延伸閱讀[编辑]

外部連結[编辑]