Nettopp datering av en stjerne kan ha viktige konsekvenser for å forstå stjernevolusjonen og eventuelle sirkulerende eksoplaneter. Men det er en av de tøffeste anstrengelsene i astronomi med bare noen få eksisterende teknikker.
En metode er å finne en stjerne med radioaktive elementer som uran og thorium, hvis halveringstid er kjent og kan brukes til å datere stjernen med sikkerhet. Men bare omtrent 5 prosent av stjernene antas å ha en slik kjemisk signatur.
En annen metode er å se etter et forhold mellom en stjerners alder og dens ‘metaller’, astronomens slangbegrep for alle elementer som er tyngre enn helium. Gjennom den kosmiske historien har syklusen med stjernefødsel og død jevnt og trutt produsert og spredt mer tunge elementer som fører til nye generasjoner av stjerner som er tyngre frø med metaller enn generasjonen før. Men usikkerhetene her er enorme.
Den siste forskningen gir en ny teknikk som viser at protostarer lett kan dateres ved å måle de akustiske vibrasjonene - lydbølger - de avgir.
Stjerner blir født dypt inne i gigantiske molekylære gassskyer. Turbulens i disse skyene fører til lommer med gass og støv med nok masse til å kollapse under deres egen gravitasjonskontraksjon. Når hver sky - protostar - fortsetter å kollapse, blir kjernen varmere, til temperaturen er tilstrekkelig til å begynne med atomfusjon, og en fullblåst stjerne blir født.
Solen vår krevde sannsynligvis omtrent 50 millioner år for å modnes fra begynnelsen av kollapsen.
Teoretiske fysikere har lenge antydet at protostarer vibrerer annerledes enn stjerner. Nå har Konstanze Zwintz fra KU Leuvens institutt for astronomi, og kollegene testet denne prediksjonen.
Teamet studerte vibrasjonene til 34 protostarer i NGC 2264, som alle er mindre enn 10 millioner år gamle. De brukte den kanadiske MOST-satellitten, den europeiske CoRoT-satellitten og bakkebaserte fasiliteter som European Southern Observatory i Chile.
"Våre data viser at de yngste stjernene vibrerer saktere, mens stjernene nærmere voksenlivet vibrerer raskere," sa Zwintz i en pressemelding. "En stjernemasse har stor innvirkning på utviklingen: stjerner med en mindre masse utvikler seg tregere. Tunge stjerner vokser raskere og eldes raskere. ”
Hver stjerners vibrasjoner sees indirekte av de subtile lysstyrkeendringene. Bobler av varm, lys gass stiger til stjernens overflate og blir deretter kule, svake og synker i en konvektiv sløyfe. Denne velten forårsaker små endringer i stjernens lysstyrke, og avslører skjult informasjon om lydbølgene dypt inne.
Du kan faktisk høre denne prosessen når de stjernene lyskurvene konverteres til lydbølger. Nedenfor er en video av slike sangstjerner, produsert av Nature i fjor.
"Vi har nå en modell som mer presist måler alderen til unge stjerner," sa Zwintz. "Og vi er nå i stand til å dele opp unge stjerner i henhold til deres forskjellige livsfaser."
Resultatene ble publisert i Science.
