太阳年龄的测算主要是通过测算太阳系里面的天体年龄来推算的。
恒星年龄的测定是一个复杂的问题,如果随便指定天上一颗恒星说出它的年龄,科学家也只能说个大概,这个大概就是根据恒星的演化进程和一些表现来推算的。
天文学界经过几百年对宇宙的观测研究,知道了同等质量的恒星的演化进程都基本一样的。
恒星的寿命与恒星的质量成反比,越大质量的恒星寿命就越短,反之越长。而且知道了恒星质量的下限和上限。
我们太阳是一颗黄矮星,是银河系一颗普通的恒星,像太阳这样质量的恒星寿命一般在100亿年。
对于银河系中其他恒星年龄的测算,科学家们现在有多种方法。
比如观测恒星的稳定或膨胀状态。一颗恒星的寿命,有90%是主序星状态,这个时期时恒星的青壮年期,是很稳定的几乎没有什么变化。一般恒星到了不稳定或膨胀状态,就是主序星的衰亡期,到了暮年。根据恒星质量知道了恒星的寿命,看到了恒星不稳定的暮年状态,就大致知道了这颗恒星的年龄。
自转速度测定法。美国哈佛-史密松天体物理中心的索伦·迈博姆团队研究证明,恒星自转速度随着年龄的增加而减缓。这样通过观测恒星的自转速度,就能大致确定恒星的年龄。
恒星脉冲检测法。澳大利亚悉尼大学的天文物理学家提姆·伯丁副教授和他的研究小组发表了一项研究成果,认为恒星脉冲信号能够反映其外层大气剧烈混合的状态,这种脉冲震动会反映出恒星的化学成分、质量以及年龄信息。
还有通过光谱等方法来分析恒星的成分与年龄等。通过这些综合分析就能够大致知道恒星的年龄了。但这些太阳系以外恒星的年龄只能是“大致”,并不十分精确。
太阳系是人类文明的发源地和居住地,人类对它的年龄就应该更精确的了解了。
这个了解的方法就是放射性同位素测定法。
世界上的铀元素(化学符号为U)有两种同位素,叫U235和U238,它们的半衰期为7亿年和45亿年。半衰期就是指放射性元素由于衰变时数目减少到一半的时间,这就是说测定U235和U238的变化比例和含量,就知道了这个物质的年龄了。
科学家们通过测定地球岩石和航天员登月带回的月岩、捕获的天体碎片和陨石,得知这些物质的年龄最大的在46亿岁左右,这就是太阳的年龄下限了。
然后根据恒星形成机制推算,恒星总是在行星形成之前形成的,这样太阳的年龄就在46亿岁到50亿岁之间了。
当然这些测算不光是仅凭铀同位素的半衰期,还有很多元素的半衰期对比,还有一些其他分析,比如太阳光谱分析等等,因此太阳的年龄是一个通过综合分析得出的,是比较准确的。
美国NASA派出的“新视野号”无人探测器已经飞临太阳系边缘地带的柯伊伯带,探测那里的小行星,据说是太阳系形成初期的活化石,测量它们的年龄,就能够更精确的测算出太阳年龄。我们拭目以待。
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