Làm thế nào để tính được tuổi một ngôi sao?

Vào những buổi tối đẹp trời, bạn thường thích ngước lên, ngắm nhìn một bầu trời đầy sao. Khi đó trong đầu bạn đặt ra nhiều thắc: Chẳng hạn như ngôi sao này có tên là gì? Ngôi sao kia bao nhiêu tuổi?

Thực ra để đọc được tên một ngôi sao trên bầu trời không khó, nhưng lại không dễ gì để biết được ngôi sao đó hiện bao nhiêu tuổi hay thuộc chòm sao nào.

Biết được tuổi của ngôi sao mang tới rất nhiều ý nghĩa: chúng giúp chúng ta biết được sự hình thành và phát triển của các hành tinh như thế nào đồng thời còn hỗ trợ con người tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.

Vậy tính tuổi các ngôi sao bằng cách nào? Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra 3 cách tính tuổi của một ngôi sao như sau:

Biểu đồ Hertzsprung-Russell

Quan sát các cụm sao Pleiades trong chòm sao Kim Ngưu, đo độ sáng, nhiệt độ của mỗi ngôi sao và vẽ chúng trên biểu đồ. Các ngôi sao vẫn đốt cháy Hydro trong lõi của chúng rơi dọc theo đường này.

Các nhà khoa học gọi đây là chuỗi chính, Pleiades khoảng 100 triệu năm tuổi. Tất cả các ngôi sao lớn nhất vẫn luôn nằm trên các chuỗi chính.

Khi những ngôi sao tới tuổi “xế chiều”, chúng sẽ rơi khỏi chuỗi chính đó và kết thúc ở đây. Những ngôi sao lớn sẽ rời khỏi chuỗi chính trước.

Việc tìm ra những ngôi sao này gần đây nhất, lần lượt cho các nhà khoa học biết rằng, nó mới sử dụng hết nhiên liệu hydro.

Dựa trên các tính toán trước đây, các nhà khoa học biết được thời gian đó sẽ mất bao lâu và ngôi sao đó đã bao nhiêu tuổi.

Tốc độ quay

Bạn có thể tính được tuổi của ngôi sao nhờ đo tốc độ quay của nó. Hoạt động bề mặt, các đốm sao và quang phổ ánh sáng mà ngôi sao phát ra giúp các nhà khoa học biết được tốc độ quay.

Vào những năm 1970, các nhà thiên văn học nhận thấy, các ngôi sao trong các cụm trẻ quay nhanh hơn các ngôi sao trong các cụm già hơn. Quan sát đó dẫn đến 1 phương trình có thể chuyển đổi tốc độ quay xấp xỉ thành tuổi.

Tuy nhiên, vòng quay khó có thể đo lường được, nên việc đo tốc độ quay của một ngôi sao trong vũ trụ để tính tuổi của nó là rất khó.

Địa chấn học sao

Đây được coi là cách chính xác nhất để xác định tuổi của một ngôi sao. Địa chấn học sao là cách theo dõi độ sáng của một ngôi sao thay đổi như thế nào theo thời gian. Những thay đổi tuần hoàn đó phản ánh các xung và chấn động bên trong ngôi sao.

Các nghiên cứu địa chấn học sao có thể cho biết lõi của ngôi sao dày đặc như thế nào ngôi sao đã chuyển hóa bao nhiêu hydro thành heli.

Càng nhiều hydro trong lõi, ngôi sao càng trẻ. Các nhà khoa học sử dụng kính thiên văn để quan sát những ngôi sao giống nhau trong 1 thời gian dài.

Tập hợp dữ liệu đủ lớn về ánh sáng của ngôi sao thông qua mô hình hóa, tính toán một cách gần đúng tuổi của ngôi sao.

Khi các kính viễn vọng không gian như TESS của NASA và CHEOPS của ESA khảo sát các vùng trời mới. Các nhà vậy lý thiên văn có thể tìm hiểu thêm về vòng đời của các ngôi sao và đưa ra các ước tính tuổi cho nhiều ngôi sao hơn.