科学|银河系的年龄怎么测量?
银河系多大了?你问我 , 我也不知道 , 好吧 , 只能问科学家了……
银河系到底多大了?说实话 , 关于银河系的年龄 , 或许我们没有资格谈论 , 唯一可以确定的一点是银河系已经非常非常古老了!但是我们真的很好奇:银河系到底多大了?感谢地球上的科学家 , 他们做到了!
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由于科学家采用不用的方法来测量银河系的年龄 , 因此一直以来 , 天文界对银河系的年龄说法并不一致 。大致区间在70亿至200亿年 , 当然 , 我们知道宇宙的年龄仅有137亿年 , 因此银河系的年龄也不能计算得太过分 。在1983年 , 来自美国的著名教授纳斯·詹姆士和彼雷·迪马库 , 使用一种新的测量技术对银河系的年龄进行了反复的计算 , 最后测定银河系的年龄接近120亿岁 。事实上科学家经过多方计算确定银河系的年龄最大不超过120亿岁!
【科学|银河系的年龄怎么测量?】测量银河系的方法
那么 , 科学家到底是怎么测量银河系年龄的呢?相信大家都知道木桶效应 , 最短的那根木板决定了木桶的装载极限 。同理 , 我们只要找到银河系中最老的那颗恒星 , 是不是就可以直到银河系的年龄了呢?答案也正是如此 , 科学家们也是通过最老恒星的年龄来得出银河系的年龄 。但是你知道 , 我们身处银河系之中 , 要扫遍银河系的古老恒星 , 那工程不是一般的大 。银河系的直径长达十万光年 , 其中包含无数星系 , 包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云 , 等你扫完或许地球都已经垂垂老矣 。
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因此要达到这种探测距离地球十分遥远的地外星球的年龄的目的 , 就需要借助先进的方法 , 目前 科学家们所使用的方法是核纪年法 。
元素半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间 , 叫半衰期 。半衰期越短 , 代表其原子越不稳定 , 每颗原子发生衰变的机会率也越高 。
具体来说 , 就是通过用当代先进的天文望远镜以及高分辨率光谱仪观测星球上放射性元素 , 而后利用某些放射性中子俘获的元素丰度数据来对放射性物质的半衰期进行分析 , 得出的半衰期时间 , 最后通过这些方法可以测得星球的年龄 , 以此类推最后找出银河系中年龄最大的星球来推算出银河系的年龄 。
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有些人认为这类恒星或许早已消失也说不定 , 因为一般来说银河系中所诞生的第一代恒星普遍具有非常大的质量 , 超过太阳质量的数百倍 。在这样的恒星内部 , 其核聚变反应极其快速 , 甚至只有几百万年的时间就可以让这些恒星经历整个恒星的进化过程而最终死亡称为白矮星 。因此实际上科学家也有通过测量白矮星质量来确定年龄的方法 。因此 , 现代天文学家认为可以把那些最为年老恒星的年龄作为银河系诞生的年龄 。但是这种方法有一定的误差 , 于是科学家们发明了一种新的测量银河系年龄的方法 , 并成功测出银河系的年龄!
测量银河系年龄的新方法
我们知道 , 与宇宙中的许多其他螺旋星系一样 , 银河系有两个圆盘状结构组成:薄圆盘和厚圆盘 。厚圆盘包围着薄圆盘 , 包含了银河系中大约20%的恒星 , 根据其恒星的组成(和膨胀的性质 , 它被认为是这对恒星中较老的 。
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