¿Cómo sabemos la edad de una estrella basándonos en su espectro? [duplicar]

El entorno cercano de una estrella puede dar pistas sobre su edad.

Diferentes tipos estelares tienen diferentes características espectrales. Si solo tenemos su espectro, ¿cómo sabemos su edad?

Por ejemplo, una estrella puede nacer con un tipo M3 (sé que es más difícil para el tipo M en comparación con OBAFGK) y permanecer aquí por mucho tiempo. ¿Cómo sabemos que nació con un tipo M3? ¿Cómo sabemos su edad?

Es mejor hablar de diferentes tipos estelares y dar documentos de referencia.

Respuestas (1)

Hay dos cuestiones separadas cuando se habla de la edad de una estrella. ¿Estás hablando de su edad absoluta, en años, o su edad en términos de qué tan avanzado está dentro de su propia evolución? La diferencia es que las estrellas masivas pasan por sus fases evolutivas muy rápidamente y las estrellas de baja masa muy lentamente, por lo que esencialmente todas las estrellas de muy baja masa son más viejas en años que esencialmente todas las estrellas de muy alta masa. Además, puedes saber más que el "tipo espectral" de un espectro, también puedes saber la "clase de luminosidad": ese es el número romano que te dice si la estrella es, por ejemplo, una enana de secuencia principal o no. Entonces, si elige una estrella de secuencia principal de tipo espectral M y una estrella de secuencia principal de tipo espectral O, como dos estrellas al azar, es muy probable que la estrella M sea mucho más antigua que la estrella O, y puedes saberlo puramente por el tipo espectral y la clase de luminosidad. Pero si quiere saber la edad de la estrella M, o la estrella O, en años dentro de sus etapas evolutivas, entonces se vuelve más difícil porque hay bastante poca evolución de la secuencia principal en el espectro. Sin embargo, hay algo de evolución, especialmente al final de la secuencia principal, por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de distinguir del espectro). Si la estrella es de baja masa y se encuentra al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). Pero si quiere saber la edad de la estrella M, o la estrella O, en años dentro de sus etapas evolutivas, entonces se vuelve más difícil porque hay bastante poca evolución de la secuencia principal en el espectro. Sin embargo, hay algo de evolución, especialmente al final de la secuencia principal, por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de distinguir del espectro). Si la estrella es de baja masa y se encuentra al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). Pero si quiere saber la edad de la estrella M, o la estrella O, en años dentro de sus etapas evolutivas, entonces se vuelve más difícil porque hay bastante poca evolución de la secuencia principal en el espectro. Sin embargo, hay algo de evolución, especialmente al final de la secuencia principal, por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de distinguir del espectro). Si la estrella es de baja masa y se encuentra al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). luego se vuelve más difícil porque hay muy poca evolución de la secuencia principal en el espectro. Sin embargo, hay algo de evolución, especialmente al final de la secuencia principal, por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de distinguir del espectro). Si la estrella es de baja masa y se encuentra al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). luego se vuelve más difícil porque hay bastante poca evolución de la secuencia principal en el espectro. Sin embargo, hay algo de evolución, especialmente al final de la secuencia principal, por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de distinguir del espectro). Si la estrella es de baja masa y está al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente hacia abajo a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de decir del espectro). Si la estrella es de baja masa y está al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente hacia abajo a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles). por lo que podría saber su edad si hay evidencia de evolución de la secuencia principal en el espectro (por un lado, la luminosidad aumenta con la edad, dentro de un tipo espectral, pero eso es bastante difícil de decir del espectro). Si la estrella es de baja masa y está al principio de su evolución de la secuencia principal, la mejor manera de saber su edad es observar el ensanchamiento rotacional de sus líneas, ya que las estrellas de baja masa giran rápidamente hacia abajo a medida que envejecen (debido a la fuerte campos magnéticos y vientos débiles).

Otra buena manera de saber la edad de las estrellas es si están en cúmulos que se formaron todos juntos, puede mirar lo que se llama el "desvío de la secuencia principal", que básicamente significa que busca la estrella de menor masa que se ha convertido en supernova, y ya sabes cuánto tarda esa masa de estrella. Lo dices a partir del espectro porque el desvío está en el diagrama "Hertsprung-Russell", que creas a partir de los espectros, pero requiere muchas estrellas en el cúmulo, por lo que no es realmente una propiedad de un solo espectro.

Entonces, la conclusión es que necesita un conjunto de técnicas diferentes para evaluar las edades de las estrellas, no siempre es fácil o directo, pero puede tomar cada caso individualmente y buscar formas de inferir la edad. Mucho más fácil es determinar en qué clase evolutiva se encuentra una estrella, porque las estrellas cambian drásticamente en una fase u otra, y el espectro por sí solo puede decirte si tienes una enana o una gigante, etc. (Básicamente, las líneas se vuelven mucho más estrechas a medida que estrella se infla en el radio, porque la presión cae.)

¿Qué tan bien sabemos cuál es más joven entre una estrella O y una estrella M?
¡Sería muy raro encontrar una estrella O que sea más joven que una estrella M, dado que sus escalas de tiempo evolutivas difieren en un factor de más de 100,000! En los raros cúmulos que contienen estrellas O, ni siquiera hay tiempo suficiente para formar estrellas M, excepto en circunstancias especiales.
¿Qué tan bien sabemos cuál es más joven entre una estrella M1 y una estrella M9? Esto es difícil, ¿verdad?
Sí, eso es lo difícil. Hay cierta evolución dentro de la secuencia principal, pero por lo general, confiaría en la expectativa de que las estrellas de baja masa giran después de formarse. Eso sería lo mismo que decir la diferencia de edad entre dos estrellas M3, la mayor es el rotador más lento. Pero es solo estadística: hay demasiada dispersión en casos individuales para estar seguros.