Γυροχρονολόγηση (gyrochronology)

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Σε ένα αστρικό σμήνος όλα τα αστέρια έχουν παρόμοια ηλικία. Έτσι μπορούμε να συμπεράνουμε την ηλικία ενός σμήνους από το σημείο αποκοπής στην κύρια ακολουθία του διαγράμματος H/R. Δηλαδή παρατηρούμε τα αστέρια ενός σμήνους που εξελίσσονται σε ερυθρούς γίγαντες.  Όσο πιο μικρής μάζας είναι, τόσο πιο μεγάλη ηλικία έχει το σμήνος. Αντίθετα, η εκτίμηση της ηλικίας μεμονωμένων αστεριών αποτελεί μια πρόκληση για τους αστρονόμους. Τα αστέρια με παρόμοια μάζα με την ήλιο μας μεταβάλλουν την λαμπρότητά τους ελάχιστα σε δις έτη. Η απουσία Λιθίου μας δείχνει ότι το αστέρι δεν είναι νεαρό, αλλά δεν βοηθάει ιδιαίτερα για μεγαλύτερες αστρικές ηλικίες. Ο εμπλουτισμός της αστρικής επιφάνειας από βαρύτερα χημικά στοιχεία αποτελεί δείκτη ηλικίας, αλλά εξαρτάται και πολύ από την αρχική μεταλλικότητα του αστεριού.

Μία σημαντική παράμετρο αποτελεί η περιστροφή του αστεριού. Ένα αστέρι ελαττώνει την ταχύτητα περιστροφής του με την πάροδο του χρόνου. Τα σωματίδια που εκπέμπονται από ένα αστέρι μέσω του αστρικού ανέμου αλληλοεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο του. Έτσι μεταφέρεται σε αυτά στροφορμή από το αστέρι. Αυτός ο μηχανισμός επιβράδυνσης της περιστροφής ενός αστεριού ονομάζεται μαγνητική πέδηση (magnetic braking). Αυτό βοήθησε ώστε οι αστρονόμοι σήμερα να έχουν στην διάθεσή τους πίνακες με την ταχύτητα περιστροφής ανά αστρική ηλικία και φασματικό τύπο. 

Για το καλιμπράρισμα αυτής της μεθόδου μέτρησης αστρικής ηλικίας χρησιμοποιήθηκαν αστέρια σε σμήνη, που είδαμε ότι μπορούμε να εκτιμήσουμε την ηλικία τους από το διάγραμμα H/R, ώστε να διασταυρώσουμε την εκτίμηση ηλικίας με την γυροχρονολόγηση. Ακόμα, τα αστέρια σε διπλό σύστημα αλλά με μεγάλη μεταξύ τους απόσταση βοηθάνε στο καλιμπράρισμα της μεθόδου. Τα διπλά αυτά αστέρια δεν αλληλοεπιδρούν ώστε να επηρεάσει το ένα την εξέλιξη του άλλου. Έτσι μπορούμε να μελετάμε 2 αστέρια ίδιας ηλικίας αλλά πολλές φορές αρκετά διαφορετικής μάζας.

Η μέθοδος της γυροχρονολόγησης δεν έχει τελειοποιηθεί ακόμη. Δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε αστέρια μικρής μάζας και μεγάλης ηλικίας, και δεν είναι σαφής η εξάρτηση της αστρικής περιστροφής από την μεταλλικότητα του αστεριού.