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ジャイロクロノロジーは、低質量（低温）主系列 星（スペクトル型 F8 V 以降）の年齢を自転周期から推定する方法です。この用語はギリシャ語のgyros、chronos、logosに由来し、それぞれ回転、年齢、研究と大まかに翻訳されます。この用語は、恒星の年齢を導き出す手順を説明するために 2003 年に Sydney Barnes [1]によって造られ、2007 年に経験的な形で広範囲に開発されました。 [2]
ジャイロ年代学はアンドリュー・スクマニッチの研究[3]に基づいており、彼はいくつかの散開星団の( vsini ) の平均値が星団の年齢の平方根に反比例することを発見した。式( vsini )において、( v )は星の赤道上の速度、( i )は星の自転軸の傾斜角で、通常は測定できない量である。ジャイロ年代学の方法は、同じ年齢の低質量主系列星の自転周期と質量の関係に依存しており、これはヒアデス散開星団の初期の研究で検証された。[4]星の関連する年齢の推定値は、ジャイロ年代学年齢として知られている。
概要
ジャイロ年代学の基本的な考え方は、低温主系列星の自転周期 P は、年齢 t と質量 M (または色などの適切な代替値) の決定論的な関数であるというものです。与えられた質量の主系列星はさまざまな自転周期で形成されますが、磁気的に導かれた恒星風によって角運動量を失うにつれて、周期は急速に増加し、明確な値に収束します。したがって、周期は年齢と質量の特定の関数に収束し、数学的には P=P(t,M) と表されます。その結果、低温星は (質量、年齢、周期) の 3 次元パラメータ空間全体を占めるのではなく、この PtM 空間の 2 次元面を定義します。したがって、これらの変数のうち 2 つを測定すると、3 番目が得られます。これらの量のうち、質量 (色) と自転周期は測定が容易な変数であり、それ以外の場合は取得が困難な星の年齢を知ることができます。
この P=P(t,M) 表面の形状を決定するために、年齢がわかっている星団内の星の自転周期と測光色 (質量) が測定されます。データは、年齢が 10 億年 (Gyr) 未満のいくつかの星団と、年齢が 2.5 Gyr の 1 つの星団から収集されています。表面上の別のデータ ポイントは、年齢が 4.56 Gyr、自転周期が 25 日の太陽からのものです。これらの結果を使用して、多数の低温銀河フィールド星の年齢を 10% の精度で導き出すことができます。
恒星の磁気風の破壊は恒星の自転周期を長くし、対流外層を持つ恒星にとって重要です。色指数が約 (BV)=0.47 mag (太陽の色指数は 0.66 mag) より大きい恒星は対流外層を持ちますが、より質量の大きい恒星は放射外層を持ちます。また、これらの低質量の恒星は、主系列前の林軌道上でかなりの時間を過ごします。この軌道では、ほぼ完全に対流しています。[5]
参照
参考文献
- ^ Barnes、シドニー (2003 年 3 月)。 「太陽型および後期型恒星の回転進化、その磁気起源、および恒星ジャイロクロノロジーの可能性について」。天体物理学ジャーナル。586 (1): 464–479。arXiv : astro-ph/0303631。Bibcode : 2003ApJ ...586..464B。doi :10.1086/367639。
- ^ Barnes、シドニー (2007 年11 月)。 「ジャイロクロノロジーを用いたフィールド星の年齢: 実現可能性、限界、およびエラー」。The Astrophysical Journal。669 ( 2): 1167–1189。arXiv : 0704.3068。Bibcode : 2007ApJ ...669.1167B。doi : 10.1086 /519295。
- ^ Skumanich, Andrew (1972 年 2 月)。「CA II 放出減衰、回転ブレーキ、リチウム枯渇の時間スケール」。The Astrophysical Journal。171 : 565。Bibcode : 1972ApJ ...171..565S。doi :10.1086/151310。
- ^ Radick, Richard; Thompson, DT; Lockwood, GW; Duncan, DK; Baggett, WE (1987年10月). 「ヒアデス星団下部主系列の活動、変動、回転」. The Astrophysical Journal . 321 : 459–472. Bibcode :1987ApJ...321..459R. doi : 10.1086/165645 .
- ^ Meibom, Søren; Barnes, Sydney A.; Platais, Imants; Gilliland, Ronald L.; Latham, David W.; Mathieu, Robert D. (2015年1月5日). 「25億年前の星団の観測から得られた低温星のスピンダウンクロック」. Nature . 517 (7536): 589–591. arXiv : 1501.05651 . Bibcode :2015Natur.517..589M. doi :10.1038/nature14118. PMID 25539085.
さらに読む
- バーンズ、シドニー (2003)。 「太陽型および後期型恒星の回転進化、その磁気起源、および恒星ジャイロクロノロジーの可能性について」。天体物理学ジャーナル。586 (1): 464–479。arXiv : astro-ph/0303631。Bibcode : 2003ApJ ...586..464B。doi :10.1086/367639。
- バーンズ、シドニー( 2007)。「ジャイロクロノロジーを用いた例示的なフィールド星の年齢: 実行可能性、制限、およびエラー」。天体物理学ジャーナル。669 (2): 1167–1189。arXiv : 0704.3068。Bibcode : 2007ApJ ... 669.1167B。doi :10.1086/519295。
- Radick, Richard ; Thompson, DT; Lockwood, GW; Duncan, DK; Baggett, WE (1987 年 10 月)。「ヒアデス星団下部主系列の活動、変動、および回転」。天体物理学ジャーナル。321 : 459–472。Bibcode : 1987ApJ ...321..459R。doi : 10.1086/165645。
- Skumanich, Andrew (1972 年 2 月)。「CA II放出減衰、回転ブレーキ、リチウム枯渇の時間スケール」。The Astrophysical Journal。171 : 565。Bibcode : 1972ApJ ...171..565S。doi :10.1086/151310。
- 「ケプラー：星の本当の年齢を知る方法」エイムズ研究センター、NASA、2010年。2011年9月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年8月16日閲覧。