低质量恒星会通过磁化恒星风逐渐损失角动量,因此自转周期可用来估算年龄,这种方法称为自转年代学。它必须依靠年龄已知、成员同时形成的星团建立颜色、质量、自转和年龄之间的经验关系;标尺缺失的年龄区间会直接转化为模型偏差。
现有重要标尺中,NGC 6811约10亿岁,NGC 6819约25亿岁,两者之间的恒星自转减速长期缺少足够清晰的观测序列。NGC 752年龄约13亿年,恰好位于这一空档,但以往成员选择和周期数据不足,无法明确绘出G型与K型矮星的慢转支。
研究团队把基于盖亚天体测量建立的NGC 752成员表与文献自转周期重新结合,首次识别出清晰的慢转序列。它位于NGC 6811和NGC 6819序列之间,符合星团年龄排序,为经验自转年代学提供了此前缺失的中间锚点。
有效温度约4500开尔文的成员比NGC 6811中的同类恒星转得更慢。这说明部分K型矮星在约10亿岁附近经历的自转减速停滞,到NGC 752年龄时已经恢复明显减速;恒星并非在所有质量和年龄范围内都按同一条简单幂律持续变慢。
以13亿年作为NGC 752年龄时,现有经验模型会把许多G型和早K型矮星的年龄高估约20%至50%。论文同时指出,星团绝对年龄本身的不确定性可能解释部分差额,因此这个比例不能直接套用到每一颗场星,也不能视为所有自转年龄的统一修正系数。
这项校准对即将出现的大样本尤其重要。盖亚DR4、罗曼空间望远镜和PLATO预计会提供数以千万计恒星的自转周期;若基准星团在年龄维度留下空白,测量数量增加并不会自动消除系统偏差。NGC 752提供的是改善模型所需的一条关键经验序列。
论文已获《天体物理学杂志快报》接收。自转年代学仍会受到双星、星斑周期识别、成员归属、金属丰度和磁制动变化影响,因此它是带有适用范围的统计年龄工具,不是对单颗恒星年龄的无模型直接测量。对场星使用时,还需确认其温度、质量和演化阶段处在校准样本覆盖范围内,并综合其他年龄证据。
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