1.恒星年齡的測定
在前麵也介紹了太陽年齡的測定方法,雖然不是很科學、準確,但是這也是目前我們唯一能夠運用的方法。太陽的年齡之所以比較好測定,是因為他是離我們最近的恒星,那麼對於其他較遠的恒星我們有沒有辦法去測定呢?
對於現在能觀測到的恒星,它們的年齡有所不同,短的幾百萬年,長的可達幾十億年。那麼,天文學家是通過哪些方法進行測定的呢?
方法有兩種:一是球狀星團法,二是放射性同位素法。
球狀星團法是根據球狀星團的演化特征來確定。設想球狀星團所有成員都是同時誕生的,但它們的質量各不相同。很顯然,在剛誕生時,由於各種質量的星都是處在主序星階段的恒星。經過一定時間後,溫度高的大質量恒星首先達到轉變點,然後脫離主序星階段,變成紅巨星,從而在它們的赫羅圖上就會出現一個從主序星到紅巨星的轉變點,轉變點上的星是剛剛到達轉變期的星。隨著時間的流逝,轉變點不斷沿著主序星向下移動。所以根據恒星拐彎點的位置就可以確定出球狀星團的年齡。若已知轉變點的位置,就可以由赫羅圖知道光度、溫度。已知光度,根據質光關係可求出質量,再考慮隨時間變化質量的流失率,就可求出年齡。
用這種方法確定恒星的優點是,由於球狀星團裏有許多的恒星,可使轉變點的位置非常準確地被定出來,這樣也就可以確定出恒星的年齡來。
缺點是由拐彎點計算恒星年齡還要知道恒星中各種元素含量的比例,由於球狀星團裏暗星較多,很難準確地測出恒星元素含量,這就會使年齡測定中存在誤差。
用以上方法測定出一些球狀星團的年齡。一些老的球狀星團的年齡,都在90億年至150億年。
放射性同位素法測恒星年齡與用此法測定地球年齡一樣。用放射性同位素確定太陽係年齡的基本方法是:世界上的鈾元素(化學符號U)有兩種同位素U235和U238,它們的半衰周期分別為7億年和45億年(半衰周期是指放射性原子由於衰變而使數目減少到一半時所經過的時間)。各種質量的恒星壽命相差很多,所以用年齡不能描述恒星是年老還是年輕,因此天文學中引入了恒星演化齡的概念。
恒星的演化齡定義為:演化齡=年齡/壽命
演化齡越接近1,恒星就越老;演化齡越小於1,恒星就越年輕。恒星的壽命與其質量有關。但是要想準確地測定出各種質量的恒星的壽命還需要天文學家的進一步探索。
2.恒星會死亡嗎?
萬事萬物都有開始和結束,無論是我們居住的星球還是其他天體。所以對於在銀河係中遊蕩的一分子——恒星也有走向死亡的一天,隻不過這個過程需要很長時間。
恒星演化到晚期,會把一部分物質拋入星際空間,而這些氣體又可用來形成下一代恒星。這一過程會使氣體越耗越少,以致最後再沒有新的恒星可以形成。同時,恒星還會因相互作用不斷從星係逸出,星係則因損失能量而收縮。結果使中心部分生成黑洞,並通過吞食經過其附近的恒星而長大。
當恒星耗盡所有可用的燃料時,它們並不會搖搖曳曳地消逝,相反它們會自行爆炸,將外層的氣體拋向遙遠的太空,而這些被拋的物質最終會接合在一起生成新星,然而,這一循環過程需要10億年的時間。
當一顆恒星滅亡,它向內部崩潰,壓扁它的電子和質子,使它們融合在一起形成中子。一個方糖大小的中子星物質重達1億噸。中子星的能量輻射是太陽的100萬倍。它在一秒鍾內輻射的總能量若全部轉化為電能,就夠我們地球用上幾十億年。中子星並不是恒星的最終狀態,它還要進一步演化。由於它溫度很高,能量消耗也很快,因此,它的壽命隻有幾億年。當它的能量消耗完以後,中子星將變成不發光的黑矮星。