by 
Curious Kids är en serie för barn i alla åldrar. Om du har en fråga som du vill att en expert ska svara på, skicka den till curiouskidsus@theconversation.com.
Hur vet vi hur gamla planeterna och stjärnorna är? – Swara D., 13 år gammal, Thane, Indien
Att mäta åldrarna på planeter och stjärnor hjälper forskare att förstå när de bildades och hur de förändras – och, när det gäller planeter, om liv har utvecklats på dem.
Tyvärr är åldern på föremål i rymden svår att mäta.
Stjärnor som solen bibehåller samma ljusstyrka, temperatur och storlek i miljarder år. Planetära egenskaper som temperatur bestäms ofta av stjärnan de kretsar kring, snarare än deras egen ålder och evolution.
Att bestämma åldern på en stjärna eller planet kan vara lika svårt som att uppskatta åldern på en person som ser exakt likadan ut från barndom till pension.
Ta reda på en stjärnas ålder
Lyckligtvis ändrar stjärnor subtilt sin ljusstyrka och färg över tiden. Med mycket exakta mätningar kan astronomer jämföra dessa mätningar av en stjärna med matematiska modeller som förutsäger vad som händer med stjärnor när de blir äldre, och utifrån det uppskatta åldern.
Stjärnor lyser inte bara, de roterar också. Med tiden saktar deras rotation, ungefär som ett snurrande hjul saktar ner när det stöter på friktion. Genom att jämföra rotationshastigheterna för stjärnor i olika åldrar kunde astronomer skapa matematiska samband för stjärnornas åldrar, en metod som kallas gyrokronologi.
En stjärnas rotation skapar också ett starkt magnetfält och genererar magnetisk aktivitet, såsom: B. Stjärnflammor – kraftfulla utbrott av energi och ljus som uppstår på ytan av stjärnor. En stadig minskning av en stjärnas magnetiska aktivitet kan också hjälpa till att uppskatta dess ålder.
En mer avancerad metod för att bestämma stjärnornas ålder kallas asteroseismologi, eller stjärnskakning. Astronomer studerar vibrationer på ytan av stjärnor som orsakas av vågor som rör sig genom deras inre. Unga stjärnor har andra vibrationsmönster än gamla stjärnor. Med denna metod har astronomer uppskattat solens ålder till 4,58 miljarder år.
Sammansättning av en planets ålder
I solsystemet är radionuklider nyckeln till att datera planeter. Dessa är speciella atomer som långsamt frigör energi under en lång tidsperiod. Som naturliga klockor hjälper radionuklider forskare att bestämma åldern på allt från stenar till ben till keramik.
Med den här metoden har forskare fastställt att den äldsta kända meteoriten är 4,57 miljarder år gammal, vilket är nästan identiskt med solens asteroseismologiska mått på 4,58 miljarder år. De äldsta kända stenarna på jorden har en något yngre ålder på 4,40 miljarder år. Likaså hade jorden som togs tillbaka från månen under Apollo-uppdragen en radionuklidålder på upp till 4,6 miljarder år.
Även om studier av radionuklider är en kraftfull metod för att mäta planeternas åldrar, kräver det vanligtvis en sten i handen. Normalt har astronomer bara en bild av en planet som grund. Astronomer bestämmer ofta åldern på steniga rymdobjekt som Mars eller månen genom att räkna deras kratrar. Äldre ytor har fler kratrar än yngre ytor. Men erosion från vatten, vind, kosmiska strålar och lavaströmmar från vulkaner kan radera spår av tidigare nedslag.
Åldringstekniker fungerar inte på jätteplaneter som Jupiter, vars ytor är djupt begravda. Men astronomer kan uppskatta sin ålder genom att räkna kratrarna på deras månar eller studera fördelningen av vissa klasser av meteoriter som sprids av dem. Detta överensstämmer med radionuklid- och krateringsmetoder för steniga planeter.
Med dagens teknik kan vi ännu inte direkt mäta åldern på planeter utanför vårt solsystem.
Hur exakta är dessa uppskattningar?
Vårt eget solsystem ger den bästa verifikationen av noggrannhet eftersom astronomer kan jämföra radionuklidåldern för stenar på jorden, månen eller asteroider med solens asteroseismologiska ålder och de är mycket överens.
Stjärnor i stjärnhopar som Plejaderna eller Omega Centauri tros alla ha bildats vid ungefär samma tidpunkt, så åldersuppskattningar för enskilda stjärnor i dessa hopar bör vara desamma. För vissa stjärnor kan astronomer upptäcka radionuklider som uran – en tungmetall som finns i stenar och jordar – i atmosfären som har använts för att bestämma åldrar med andra metoder.
Astronomer antar att planeter är ungefär lika gamla som sina moderstjärnor. Därför hjälper förbättrade metoder för att bestämma en stjärnas ålder också att bestämma en planets ålder. Genom att undersöka subtila ledtrådar är det möjligt att göra en välgrundad uppskattning av åldern på en annars stabil stjärna.
Hej, nyfikna barn! Har du en fråga som du vill att en expert ska svara på? Be en vuxen att skicka din fråga till CuriousKidsUS@theconversation.com. Berätta för oss ditt namn, ålder och stad där du bor.
Och eftersom nyfikenhet inte har någon åldersgräns – vuxna, låt oss veta vad du undrar också. Vi kommer inte att kunna svara på alla frågor, men vi kommer att göra vårt bästa.
Den här artikeln återpublicerades från The Conversation, en oberoende ideell nyhetssajt dedikerad till att dela idéer från akademiska experter. The Conversation erbjuder en mängd fascinerande kostnadsfria nyhetsbrev.
Det skrevs av: Adam Burgasser, University of California, San Diego.
Läs mer:
Adam Burgasser får finansiering från NASA och National Science Foundation.
