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翻譯：楊幸允

校對：牧夫校對組

編排：陳宏宇

后臺：朱宸宇

https://aasnova.org/2025/06/04/star-crossed-clusters-when-ages-are-at-odds/

疏散星團NGC 6791中恒星的特寫。圖片來源：美國國家航天局（NASA）、歐洲空間局（ESA）和空間望遠鏡研究所（STScI）的L·本丁（L. Bendin）

有不止一種測量星團中恒星年齡的方法，但不同方法的結果是否一致呢？

判斷年齡

恒星的年齡是很多天文學領域中的重要數據，這些領域涵蓋了從恒星本身到圍繞著它們運行的行星以及由它們組成的星系。不過測量恒星年齡是一件麻煩事。測量星團中恒星的年齡相對 “容易”一些：假設一個星團中的所有恒星都是在同一時間從相同的物質中誕生的，那么天文學家就可以用等齡線（isochrones）——描述一群年齡相同的恒星的溫度和光度的理論曲線——來確定星團中恒星的年齡。

年齡不同的星團的等齡線。圖片來源：伊萬·拉米雷斯（Ivan Ramirez）

不過大多數恒星并不在星團中；要測量在星系中獨自游蕩的恒星或一小群恒星的年齡，天文學家必須使用其他方法。其中一種是星震學（asteroseismology）：測量恒星亮度的變化或其表面因內部聲波反彈而產生的活動。星震學可以揭示關于恒星內部結構、組成和年齡的重要信息，但是天文學家們目前還不清楚星震學年齡估算與針對性星團的成熟的等齡線擬合方法相比如何。

測量方法對決

為了研究這些方法之間的區別，佛羅里達大學的杰米·塔亞爾（Jamie Tayar）和懷俄明大學的梅雷迪思·喬伊斯（ Meridith Joyce）比較了星震學和等齡線擬合法對七個被詳細研究的疏散星團和球狀星團的年齡估算。他們的研究團隊在文獻中查閱了紅巨星的星震學數據；這些數據通常用于銀河系歷史和演化的校準研究中。他們還通過等齡線擬合法的文獻中為每個星團找到了一個有代表性的年齡。

七個被詳細研究的星團的星震學年齡與等齡線擬合年齡之間的差別。灰色圓圈表示單個恒星的星震學數據；紅心表示它們的中位數。底部的圖片顯示了星震學數據的離散度的非對稱性。圖片來源：塔亞爾和喬伊斯（2025）。

雖然在許多星團中，通過星震學得到的年齡的中位數與等齡線擬合的年齡相近，但是研究團隊發現每個星團中恒星的星震學年齡離散程度很大。這種離散程度遠大于星震學測量的不確定度或使用不同模型所產生的不確定度。

此外，七個樣本中有兩個樣本的中位數年齡與等齡線擬合的星團年齡相差很大。對于這兩個星團，尤其是數據精準的疏散星團 NGC 6819，星震學年齡和等齡線擬合的星團年齡有可能存在系統性偏差——要進一步研究這種可能性，天文學家們需要使用同一個天文臺和統一的分析流程進行專門的星震學觀測。

年齡不一致

星震學年齡正越來越多地被應用于測量銀河系歷史和校對其他測齡方法中。那當星震學結果與等齡線擬合的年齡存在顯著的差異甚至系統性偏差時，這意味著什么呢？

這可能意味著星震學測量需要進被一步研究和校準才能達到星系考古學所需的精確度。這項工作的一部分可能涉及對吸積或并合這種雙星活動的研究；這些過活動能會改變單個恒星的質量，從而影響它們被推測的年齡。這些工作可以從過去、現在和未來的數據集中解鎖成千上萬的恒星年齡數據，幫助天文學家們研究從單個恒星及其行星到整個星系的歷史。

論文原文：

https://doi.org/10.3847/2041-8213/adcd6f

責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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