Juist het daten van een ster kan belangrijke gevolgen hebben voor het begrijpen van de evolutie van de sterren en alle cirkelende exoplaneten. Maar het is een van de moeilijkste problemen in de astronomie met slechts een paar bestaande technieken.
Een methode is het vinden van een ster met radioactieve elementen zoals uranium en thorium, waarvan de halfwaardetijden bekend zijn en waarmee de ster met zekerheid kan worden gedateerd. Maar slechts ongeveer 5 procent van de sterren zou zo'n chemische signatuur hebben.
Een andere methode is om te zoeken naar een verband tussen de leeftijd van een ster en zijn ‘metalen’, de slangterm van de astronoom voor alle elementen die zwaarder zijn dan helium. Gedurende de hele kosmische geschiedenis heeft de cyclus van geboorte en dood van sterren gestaag meer zware elementen geproduceerd en verspreid, wat heeft geleid tot nieuwe generaties sterren die zwaarder zijn bezaaid met metalen dan de vorige generatie. Maar de onzekerheden hier zijn enorm.
Het nieuwste onderzoek levert een nieuwe techniek, die aantoont dat protosterren gemakkelijk gedateerd kunnen worden door de akoestische trillingen - geluidsgolven - die ze uitzenden te meten.
Sterren worden diep geboren in gigantische moleculaire gaswolken. Door turbulentie in deze wolken ontstaan gas- en stofzakken met voldoende massa om onder hun eigen zwaartekrachtcontractie in te storten. Terwijl elke wolk - protostar - blijft instorten, wordt de kern warmer, totdat de temperatuur voldoende is om kernfusie te starten en een volwaardige ster wordt geboren.
Onze Zon had waarschijnlijk ongeveer 50 miljoen jaar nodig om te rijpen vanaf het begin van de ineenstorting.
Theoretische natuurkundigen stellen al lang dat protosterren anders trillen dan sterren. Nu hebben Konstanze Zwintz van het KU Leuven Instituut voor Astronomie en collega's deze voorspelling getest.
Het team bestudeerde de trillingen van 34 protosterren in NGC 2264, die allemaal minder dan 10 miljoen jaar oud zijn. Ze gebruikten de Canadese MOST-satelliet, de Europese CoRoT-satelliet en faciliteiten op de grond zoals de European Southern Observatory in Chili.
"Onze gegevens laten zien dat de jongste sterren langzamer trillen terwijl de sterren dichter bij de volwassenheid sneller trillen", zei Zwintz in een persbericht. "De massa van een ster heeft een grote invloed op de ontwikkeling ervan: sterren met een kleinere massa evolueren langzamer. Zware sterren groeien sneller en verouderen sneller. '
De trillingen van elke ster worden indirect gezien door hun subtiele veranderingen in helderheid. Bellen van heet, helder gas stijgen naar het oppervlak van de ster en koelen, dimmen en zinken in een convectieve lus. Deze omslag veroorzaakt kleine veranderingen in de helderheid van de ster, waardoor verborgen informatie over de geluidsgolven diep van binnen zichtbaar wordt.
Je kunt dit proces echt horen wanneer de stellaire lichtcurven worden omgezet in geluidsgolven. Hieronder is een video van zulke zingende sterren, vorig jaar geproduceerd door Nature.
'We hebben nu een model dat nauwkeuriger de leeftijd van jonge sterren meet', zegt Zwintz. "En we zijn nu ook in staat om jonge sterren onder te verdelen naar hun verschillende levensfasen."
De resultaten zijn gepubliceerd in Science.
