回转年代学

回转年代学（Gyrochronology）是以恒星自转周期预测类似太阳的低质量恒星年龄方式。该词由来于希腊语的 gyros, chronos 和 logos 的组合，意思分别是“旋转，年龄和研究”。这个词是于2003年由西德尼·巴恩斯提出以描述由恒星自转研究其年龄的方式^[1]，再于2007年借由经验进一步扩充其内容^[2]。

概要

回转年代学是基于安德鲁·斯库曼尼奇（Andrew Skumanich）量测到的疏散星团的平均自转速度（投影自转速度 v sin i）与他们的年龄平方成反比^[3]。其中v sin i中的v指的是恒星赤道的自转速度，i指的是恒星自转轴与我们视线的夹角。回转年代学以 P 代表恒星周期以取代 v sin i，这是因为恒星的转轴倾角 i 通常无法得知，因此恒星真实自转速度 v 也无从得知。这个技术特殊的是它依赖于恒星真实质量和自转的关联，例如毕宿星团成员星早期恒星自转研究^[4]。这两者的改进大幅提升了以该法测定年龄的精确度，以回转年代学测定的恒星年龄被称为“回转年龄”（Gyrochronological age）。

回转年代学的基本是来自于低温主序星的自转周期 P 是恒星年龄 t、质量 M（有时候可用色指数等适当参数取代）的函数。详细的自转关系则是旋转周期会对特定年龄和质量公式快速收敛，在数学上可用关系式 P = P (t, M) 表示，即使恒星的初始自转周期有一定的允许空间。因此，低温恒星并不会完全占据三个参数空间（质量、年龄和周期），但是会占据其中两个；因此，测量其中两个变数就可以求得第三个。这些变量，例如质量（有时以色指数等代替）和自转周期是以更容易被量测的方式量测以得知恒星的年龄，否则恒星年龄的估算将会相当困难。

参考资料

1. Barnes, Sydney. On the rotational evolution of Solar- and Late-Type Stars, Its Magnetic Origins, and the Possibility of Stellar Gyrochronology. The Astrophysical Journal. 2003-03, 586 (1): 464–479. Bibcode:2003ApJ...586..464B. arXiv:astro-ph/0303631 . doi:10.1086/367639.
2. Barnes, Sydney. Ages for Illustrative Field Stars Using Gyrochronology: Viability, Limitations, and Errors. The Astrophysical Journal. 2007-11, 669 (2): 1167–1189. Bibcode:2007ApJ...669.1167B. arXiv:0704.3068 . doi:10.1086/519295.
3. Skumanich, Andrew. Time Scales for CA II Emission Decay, Rotational Braking, and Lithium Depletion. The Astrophysical Journal. 1972年2月, 171: 565. Bibcode:1972ApJ...171..565S. doi:10.1086/151310.
4. Radick, Richard; Thompson, D. T.; Lockwood, G. W.; Duncan, D. K.; Baggett, W. E. The activity, variability, and rotation of lower main-sequence Hyades stars. The Astrophysical Journal. 1987年10月, 321: 459–472. Bibcode:1987ApJ...321..459R. doi:10.1086/165645.

延伸阅读

• Barnes, Sydney. On the rotational evolution of Solar- and Late-Type Stars, Its Magnetic Origins, and the Possibility of Stellar Gyrochronology. The Astrophysical Journal. 2003, 586 (1): 464–479. Bibcode:2003ApJ...586..464B. arXiv:astro-ph/0303631 . doi:10.1086/367639.
• Barnes, Sydney. Ages for Illustrative Field Stars Using Gyrochronology: Viability, Limitations, and Errors. The Astrophysical Journal. 2007, 669 (2): 1167–1189. Bibcode:2007ApJ...669.1167B. arXiv:0704.3068 . doi:10.1086/519295.
• Radick, Richard; Thompson, D. T.; Lockwood, G. W.; Duncan, D. K.; Baggett, W. E. The activity, variability, and rotation of lower main-sequence Hyades stars. The Astrophysical Journal. 1987年10月, 321: 459–472. Bibcode:1987ApJ...321..459R. doi:10.1086/165645.
• Skumanich, Andrew. Time Scales for CA II Emission Decay, Rotational Braking, and Lithium Depletion. The Astrophysical Journal. 1972年2月, 171: 565. Bibcode:1972ApJ...171..565S. doi:10.1086/151310.
• Kepler: How to Learn a Star's True Age. Ames Research Center. NASA. 2010 [16 August 2011]. （原始内容存档于2013-01-28）.

外部链接

• Gyrochronology （页面存档备份，存于互联网档案馆）