在地球上可見的恆星有沒有現有年齡大過地球的?
如果有,恆星的年齡界定標準是從這個恆星完全誕生成一個天體開始的嗎?
我們來認識一下肉眼可見的最古老恆星。
上圖正中圓圈裡的星星就是 HIP 68594,也叫 HD 122563,位於牧夫座,目視星等只有 6.2 等,剛剛好用肉眼勉強能看見。雖然它在夜空中非常不起眼,但在天文學史上可謂大名鼎鼎。
1950年代,人們已經發現了幾顆金屬元素含量與太陽相比異常偏低的恆星,其中最低的只有太陽的百分之一。1963年,以 George Wallerstein 為首的一組美國天文學家用當時世界上最大的望遠鏡,第一次通過光譜確定了 HD 122563 的金屬元素的相對含量,驚訝的發現只有太陽的 1/800,是當時已知的金屬含量最低的恆星。
上:美國天文學家 George Wallerstein 和他拍攝的3顆貧金屬星的光譜,最下面的一行是HD122563
下圖是 HD 122563 的光譜(藍色)與太陽的光譜(紅色)的比較。可以看到,它的光譜里元素的吸收線非常稀少。
在半個世紀的時間裡,天文學家對 HD 122563 進行了反覆的測定。它的質量是太陽的 0.86 倍,半徑是太陽的 24 倍,距離我們 240pc(770光年),核心的氫燃料已經耗盡,脫離了主序階段,成了一顆紅巨星。它的鐵元素相對含量準確的說只有太陽的 1/440,用對數表示就是 [Fe/H] = ?2.65。其他各種重元素也發生了不同程度的衰竭,其中少部分元素更是只有太陽的千分之一。HD 122563 保持「最貧金屬的恆星」這一紀錄長達 20 年之久。
據推算,這顆星早在宇宙大爆炸後 10 億年就形成了,也就是說年齡達到了驚人的 126 億歲,不僅遠超地球和太陽(46億歲),更超過了大部分球狀星團。HD 122563 誕生時的那片星際物質雲里還沒有今天這麼多的金屬元素。除了氫、氦和微量輕元素外,僅僅受到了很少的重元素的污染,這些重元素幾乎全都來自於超新星爆發。
肉眼能看見的絕大多數恆星,包括太陽,都屬於銀河系盤中的恆星。而 HD 122563 則屬於古老的暈族恆星,只是在繞銀心公轉過程中碰巧經過了太陽附近。而大多數暈族恆星距離我們都太過遙遠,很難像 HD 122563 這樣進行詳細的研究。統計表明太陽附近只有 0.15% 的恆星來自於銀暈,而 HD 122563 就是暈族恆星的一個寶貴「範本」。
上圖:太陽(紅色)和 HD 122563 (藍色)未來2億年里在銀河系中的運動軌跡。每個點代表 200 萬年。
HD 122563 位於牧夫座的腳上,它的不遠處就是橙黃色的大角星(牧夫座α),是夜空第四亮的恆星。大角星也比太陽和地球還古老,屬於銀河系的厚盤,但與 HD122563 比起來還是年輕很多。HD 122563 是全天星空里唯一一顆肉眼可見的極端貧金屬星,大概也是不藉助任何工具,肉眼所能看見的最古老的天體。所以,在一個晴朗的春夜裡,不妨試著用眼睛找一找這顆只有 6.2 等的恆星 HD 122563,感受一下 126 億歲的老壽星發出的光。
1)地球和太陽年齡基本相當,所以比太陽年齡大的恆星都比地球大。
2)根據恆星模型,質量大的恆星演化速度快,壽命短。所以質量比太陽小的恆星都比太陽壽命長。
3)那麼回答第一個問題的話只需要找到質量比太陽小或跟太陽差不多,又誕生在太陽之前的恆星就可以了。很容易就可以想到,這個數量很多。原因是恆星從一塊雲中形成的時候,形成多大質量是一個概率問題,分布遵從 Initial Mass Function (IMF, Initial mass function),這個分布基本上是一個冪律譜,正比於質量的 -2.35 次方。也就是說質量是太陽一半的恆星比質量跟太陽差不多的恆星多 4 倍左右,也就說明有很多恆星都比太陽年齡大。
4)換另一個角度,銀河系大約有一半的恆星是在紅移 &< 1(近 70 億年左右) 的這段時間裡形成的,太陽年齡 47 億年,所以有很多恆星都比太陽年老。
5)恆星的年齡從內部點燃核反應開始起算。所以有些「恆星」發光,但是年齡有可能比 0 小,我們稱之為「前主序星(Pre-main sequence star)」。實踐上會測量出恆星的光度和溫度,然後把他放到赫-羅圖上,再跟理論算出來的 0 齡主序星(Zero-age main sequence star, ZAMS)的曲線(見圖)作對比來確定有沒有點燃核反應。
應該問比地球年輕。比地球年齡大的不要太多。
這個問題彷彿覺得地球在宇宙很老的樣子,要知道地球的年齡也才50億,而宇宙的年齡138.2億,所以比地球年齡大的恆星是很多的
太陽
你又不知道他現在怎麼樣了。說不定人家後來爆了呢?
就想說一句,太陽不是嗎?
太陽就是最明顯的,
正如另一位答主所說地球年齡基本可以等效於太陽年齡,因此比地球年長就意味著比太陽年長,這就意味著恆星的質量不能太大(不然短命,短命,短命!),但是小質量恆星在主序星階段的亮度都比較低,幾十光年以外就黯淡無光了,只有離得近的才比較顯眼。當然附近還是有那麼一些的:
最近的三體星(南門二,半人馬α)基本就是,兩顆主星推測年齡在44-70億年,平均值在50億年左右,剛好比太陽年長那麼一點。亮度也很高排全天恆星第三,不過位置偏南國內只有兩廣及以南比較好看到。
大角星(全天恆星第四),70億年,大角是託了紅巨星化增亮的福才能在離幾十光年的情況下還那麼亮。
巴納德星也比太陽老,不過太暗肉眼看不見。
一大堆
不過我突然想到我們能不能有可能看到高紅移的恆星
地球現在不過幾十億年,而宇宙在130億年前已經誕生,你說呢?
太多了,基本上能見到的恆星年齡都比地球大
又想開始月莫了
難道忘了太陽也是恆星么?太陽應該比地球要早一丟丟
基本都比地球年齡大。界定應該是星體形成開始發光吧。
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