Hvordan ved vi, hvor gamle planeterne og stjernerne er?
Ved at måle alderen på planeter og stjerner kan forskerne forstå, hvornår de blev skabt, og hvordan de ændrer sig – og i planeternes tilfælde om liv har haft tid til at udvikle sig på dem.
Desværre er det svært at måle alderen på objekter i rummet.
Stjerner som Solen bevarer den samme lysstyrke, temperatur og størrelse i milliardvis af år.
Planeternes temperatur er ofte bestemt af den stjerne, de kredser omkring i stedet for deres egen alder og evolution.
Det kan være lige så svært at fastslå en stjerne eller en planets alder som at gætte alderen på en person, hvis udseende ikke har ændret sig fra den tidlige barndom til pensionsalderen.
\ Spørgsmål fra nysgerrige børn
Små børn er geniale til at stille store spørgsmål, og derefter bringer vi en række tankevækkende artikler fra mediet The Conversation, hvor nysgerrige børn fra hele verden udfordrer forskere med deres undren.
13-årige Swara D. fra byen Thane i Indien har i denne omgang stillet spørgsmålet: »Hvordan ved vi, hvor gamle planeterne og stjernerne er?«
Sådan regner vi stjernernes alder ud
Heldigvis ændrer stjernernes lysstyrke og farve sig en smule over tid.
Astronomerne kan sammenligne meget nøjagtige målinger af en stjerne med matematiske modeller, der forudsiger, hvad der sker med stjernerne, i takt med at de bliver ældre, og på denne måde kan de estimere alderen.
Stjerner lyser ikke bare, de roterer også. Over tid sænkes rotationshastigheden, på samme måde som et roterende hjul bremser, når det støder på friktion.
Ved at sammenligne rotationshastigheden for stjerner med forskellige aldre har astronomerne været i stand til at bestemme den matematiske relation for stjernernes aldre; en metode kaldet gyrokronologi.
Mange stjerner udviser også fænomener, der ligner Solens magnetiske aktivitet med flares, som er kraftige udbrud af energi og lys, der opstår på stjernens overflade.
Et jævnt fald i den magnetiske aktivitet fra en stjerne kan også hjælpe med at estimere dens alder.
Asteroseismologi og stjerneskælv er en mere avanceret metode til at aldersbestemme stjernerne.
Astronomerne studerer vibrationer på stjernernes overflader forårsaget af bølger, der rejser gennem stjernens indre.
De unge stjerners vibrationsmønstre er forskellige fra de gamle stjerners. Ved at bruge denne metode har astronomer anslået Solen til at være 4,58 milliarder år gammel.
\ Læs også
Bestemmelse af planeters alder
I Solsystemet er radionuklider afgørende for dateringen af planeter. Radionuklider er radioaktive atomkerner, der langsomt frigiver energi over en længere periode.
Som en slags nukleære ure hjælper radionukliderne forskerne med at bestemme alderen på alle mulige ting lige fra klippepartier og sten til knogler og potteskår.
Ved hjælp af denne metode har forskerne fastslået, at den ældste kendte meteorit er 4,57 milliarder år gammel, næsten identisk med Solens asteroseismologiske måling på 4,58 milliarder år.
De ældste kendte sten på Jorden er lidt yngre - 'blot' 4,40 milliarder år.
De sten og andre prøver, som Apollo-missionerne bragte tilbage fra Månen, har en radionuklidalder på op til 4,6 milliarder år.
Tælle antallet af kratere
Selvom radionukliderne er en effektiv metode at måle planeternes alder på, kræver det almindeligvis, at vi har en sten i hånden.
Typisk har astronomerne kun et billede af en planet at gå efter, så de bestemmer ofte alderen på objekter i rummet som Mars eller Månen ved at tælle antallet af kratere.
Ældre overflader har flere kratere end yngre overflader. Erosion fra vand, vind, kosmiske stråler og lava fra vulkaner kan dog fjerne spor efter tidligere påvirkninger.
Teknikkerne til aldersbestemmelse fungerer ikke for gigantiske planeter som Jupiter, hvor overfladen ligger dybt begravet.
Astronomerne kan dog estimere alderen ved at tælle kratere på planeternes måner eller studere fordelingen af visse meteoritarter spredt af dem, som stemmer overens med radionuklid- og kratermetoder for klippeplaneter.
Vi kan endnu ikke direkte måle alderen på planeter uden for vores solsystem med den nuværende teknologi.
Hvor nøjagtige er estimaterne?
Vores eget solsystem gemmer på den bedste måde at kontrollere for nøjagtighed, fordi astronomerne kan sammenligne alderen på radionuklider i sten på Jorden, Månen eller asteroider med Solens asteroseismologiske alder, og de stemmer meget godt overens.
Stjerner i hobe som Pleiaderne eller Omega Centauri menes alle at være skabt på nogenlunde samme tid, så aldersestimaterne for individuelle stjerner i disse hobe bør være de samme.
\ Læs også
I visse stjerner kan astronomerne detektere radionuklider som uran – et tungmetal, der findes i sten og jord – i deres atmosfærer, som er blevet brugt til at kontrollere alderen fundet ved hjælp af andre metoder.
Astronomerne mener, at planeterne har nogenlunde samme alder som deres værtsstjerner, så forbedring af metoderne til at aldersbestemme en stjerne hjælper også med at bestemme en planets alder.
Ved at studere de subtile spor er det muligt at lave et kvalificeret gæt på en ellers standhaftig stjernes alder.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
