Berapa umur seorang bintang?

Astronom memiliki beberapa alat untuk mempelajari bintang yang memungkinkan mereka mengetahui usia relatif, seperti melihat suhu dan kecerahannya. Secara umum, bintang-bintang kemerahan dan oranye lebih tua dan lebih dingin, sedangkan bintang-bintang putih kebiruan lebih panas dan lebih muda. Bintang-bintang seperti Matahari dapat dianggap "setengah baya" karena usia mereka berada di suatu tempat antara tua-tua merah dingin dan saudara kandung mereka yang lebih muda. Aturan umumnya adalah bahwa bintang yang lebih besar dan lebih besar, seperti bintang biru yang ditampilkan dalam gambar ini, cenderung hidup lebih pendek. Tapi, petunjuk apa yang ada untuk memberi tahu para astronom berapa lama mereka akan hidup?

Ada alat yang sangat berguna yang dapat digunakan para astronom untuk mengetahui usia bintang-bintang yang terkait langsung dengan usia bintang itu. Ia menggunakan laju putaran bintang (yaitu, seberapa cepat ia berputar pada sumbunya). Ternyata, laju putaran bintang melambat seiring bertambahnya usia bintang. Fakta itu membuat tim peneliti tertarik Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, dipimpin oleh astronom Soren Meibom. Mereka memutuskan untuk membuat jam yang dapat mengukur putaran bintang dan dengan demikian menentukan usia bintang.

Mampu mengatakan usia bintang adalah dasar untuk memahami bagaimana fenomena astronomi yang melibatkan bintang dan teman-teman mereka terungkap seiring waktu. Mengetahui usia bintang adalah penting karena banyak alasan yang berkaitan dengan itu pembentukan bintang tingkat dalam galaksi serta pembentukan planet.

Ini juga sangat relevan untuk mencari tanda-tanda kehidupan alien di luar tata surya kita. Butuh waktu lama bagi kehidupan di Bumi untuk mencapai kompleksitas yang kita temukan hari ini. Dengan jam bintang yang akurat, para astronom dapat mengidentifikasi bintang dengan planet yang setua Matahari kita atau lebih tua.

Laju putaran bintang tergantung pada usianya karena melambat dengan mantap seiring waktu, seperti putaran atas di meja melambat setelah beberapa menit. Perputaran bintang juga tergantung pada massanya. Para astronom menemukan bahwa bintang yang lebih besar dan lebih berat cenderung berputar lebih cepat daripada bintang yang lebih kecil dan lebih ringan. Ada hubungan matematis yang erat antara massa, putaran, dan usia. Ukur dua yang pertama, dan relatif mudah untuk menghitung yang ketiga.

Metode ini pertama kali diusulkan pada tahun 2003, oleh astronom Sydney Barnes dari Leibniz Institute for Physics di Jerman. Ini disebut "gyrochronology" dari kata-kata Yunani gyros (rotasi), chronos (waktu / umur), dan logo (belajar). Agar usia gyrochronology akurat dan tepat, para astronom harus mengkalibrasi jam bintang baru mereka dengan mengukur periode putaran bintang-bintang dengan usia dan massa yang diketahui. Meibom dan rekan-rekannya sebelumnya mempelajari sekelompok bintang berusia miliar tahun. Studi baru ini meneliti bintang-bintang di gugus berusia 2,5 miliar tahun yang dikenal sebagai NGC 6819, sehingga secara signifikan memperpanjang rentang usia.

Untuk mengukur putaran bintang bukanlah tugas yang mudah. Tidak ada yang bisa tahu hanya dengan melihat bintang seberapa cepat itu berputar. Jadi, para astronom mencari perubahan kecerahannya yang disebabkan oleh bintik-bintik gelap di permukaannya — setara dengan bintang bintik matahari. Itu adalah bagian dari Matahari aktivit normal dan dapat dilacak seperti halnya starspots. Tidak seperti Matahari kita, bintang yang jauh adalah titik cahaya yang tidak terselesaikan. Jadi, para astronom tidak bisa langsung melihat bintik matahari melintasi piringan bintang. Sebagai gantinya, mereka mengamati bintang yang sedikit redup ketika bintik matahari muncul, dan mencerahkan lagi ketika bintik matahari berputar keluar dari pandangan.

Perubahan-perubahan ini sangat sulit untuk diukur karena bintang biasanya meredup kurang dari 1 persen. Dan, waktu adalah masalah. Untuk Matahari, butuh waktu berhari-hari bagi bintik matahari untuk melintasi wajah bintang. Hal yang sama berlaku untuk bintang dengan bintang. Beberapa ilmuwan telah mengatasinya dengan menggunakan data dari NASA berburu planet Kepler pesawat ruang angkasa, yang menyediakan pengukuran presisi dan kontinu dari kecerahan bintang.

Satu tim memeriksa lebih banyak bintang dengan berat 80 hingga 140 persen sebanyak Matahari. Mereka mampu mengukur putaran 30 bintang dengan periode mulai dari 4 hingga 23 hari, dibandingkan dengan periode spin 26 hari Matahari saat ini. Delapan bintang di NGC 6819 yang paling mirip dengan Matahari memiliki periode putaran rata-rata 18,2 hari, sangat menyiratkan bahwa periode Matahari adalah tentang nilai itu ketika berusia 2,5 miliar tahun (sekitar 2 miliar tahun lalu).

Tim kemudian mengevaluasi beberapa model komputer yang ada yang menghitung laju putaran bintang, berdasarkan massa dan usia mereka, dan menentukan model mana yang paling cocok dengan pengamatan mereka.

• Spin rate membantu para astronom menentukan informasi tentang usia dan evolusi bintang.
• Para peneliti terus-menerus mempelajari laju putaran untuk memahami bagaimana berbagai jenis bintang berubah sepanjang waktu.
• Matahari kita, seperti bintang-bintang lainnya, berputar pada porosnya.