Astronomie

Stern - Schätzungen des Sternalters

Schätzungen des Sternalters

Die Formen der Farbgrößendiagramme ermöglichen Schätzungen des Alters von Kugelsternhaufen. Der Punkt, an dem sich Sterne von der Hauptsequenz entfernen, wird als Abschaltpunkt bezeichnet. Beispielsweise in einem Cluster, in dem sich Sterne, die massereicher als etwa 1,3 Sonnenmassen sind, von der Hauptsequenz an einem Punkt knapp über der Position der Sonne entfernt haben Die Zeit, die ein solcher Stern benötigt, um den Wasserstoff in seinem Kern zu erschöpfen, beträgt etwa 5 bis 6 Milliarden Jahre, und der Cluster muss mindestens genauso alt sein. Ältere Cluster wurden identifiziert. In der Galaxie sind Kugelsternhaufen allesamt sehr alte Objekte mit einem Alter innerhalb weniger Milliarden Jahre von durchschnittlich 11 Milliarden Jahren. In den Magellanschen WolkenEs gibt jedoch Cluster, die kugelförmigen ähneln, aber zahlreiche blaue Sterne enthalten und daher relativ jung sein müssen.

Offene Cluster in den Spiralarmen der Galaxie - extreme Bevölkerung I - erzählen eine etwas andere Geschichte. Ein Farbgrößendiagramm kann für eine Reihe verschiedener offener Cluster aufgezeichnet werden - zum Beispiel für den Doppelcluster h und χ Persei, die Plejaden , Praesepe und M67 -, wobei das Hauptmerkmal die Cluster in ihrem Alter unterscheidet. Der junge Clusterh und χ Persei , das einige Millionen Jahre alt ist, enthält Sterne mit einer sehr großen Leuchtkraft . Einige Sterne haben sich bereits zum Überriesenstadium entwickelt (in einem solchen Diagramm ist der obere Teil der Hauptsequenz umgebogen). Die Sterne, deren Leuchtkraft 10.000-mal größer ist als die der Sonne, haben den Wasserstoff in ihren Kernen bereits weitgehend aufgebraucht und verlassen die Hauptsequenz.

Die hellsten Sterne der Plejadenhaufen , die ungefähr 100 Millionen Jahre alt sind, haben begonnen, die Hauptsequenz zu verlassen und nähern sich der kritischen Phase, in der sie den gesamten Wasserstoff in ihren Kernen erschöpft haben werden. In den Plejaden gibt es keine Riesen. Vermutlich enthielt der Cluster keine so massiven Sterne wie einige der in h und χ Persei gefundenen.

Der Cluster bekannt als Praesepe oder der Bienenstock ist im Alter von 790 Millionen Jahren älter als die Plejaden. Alle Sterne, die viel leuchtender als die erste Größe sind, haben begonnen, die Hauptsequenz zu verlassen; Es gibt einige Riesen. DasHyades , ungefähr 620 Millionen Jahre alt, zeigt eine ähnliche Farbgrößenanordnung. Diese Cluster enthalten eine Reihe von weißen Zwergen , was darauf hinweist, dass die anfangs leuchtendsten Sterne bereits die gesamte Bandbreite der Evolution durchlaufen haben. In einem sehr alten Cluster wieM67, 4,5 Milliarden Jahre alt, alle hellen Hauptreihensterne sind verschwunden.

Die Farbgrößendiagramme für Kugel- und offene Cluster unterscheiden sich quantitativ, da letztere einen größeren Altersbereich aufweisen und sich in der chemischen Zusammensetzung unterscheiden . Die meisten Kugelsternhaufen haben kleinere Metall-Wasserstoff-Verhältnisse als offene Sternhaufen oder die Sonne. Die Lücken zwischen den roten Riesen und den blauen Hauptreihensternen der offenen Cluster (Population I) enthalten häufig instabile Sterne wie Variablen. Die variablen Sterne der Cepheid fallen beispielsweise in diese Lücken ( siehe unten Variable Sterne) .

Die Riesensterne des Praesepe-Clusters sind vergleichbar mit den hellsten Sternen in M67. Die M67-Riesen haben sich aus der Hauptsequenz in der Nähe einer absoluten Größe von +3,5 entwickelt, während die Praesepe-Riesen etwa doppelt so große Massen haben müssen wie die M67-Riesen. Riesensterne gleicher Leuchtkraft können daher deutlich unterschiedliche Massen aufweisen.