陀螺年代学的经验极限
太阳与恒星天体物理
2023-04-19 v1 天体物理仪器与方法
摘要
陀螺年代学的承诺在于：给定恒星的自转周期和质量，便可推断其年龄。然而陀螺年代学的现实情况因除普通磁制动外其他改变恒星自转周期的因素而变得复杂。在这项工作中，我们提出了一个基于插值的陀螺年代学框架，该框架再现了最新疏散星团数据所隐含的随时间与质量变化的自转减慢速率，同时也匹配了初始恒星自转周期弥散随恒星年龄增长而减小的速率。我们针对温度 3800–6200 K、年龄 0.08–2.6 吉年(Gyr)的恒星验证了该技术，并用它重新审视了陀螺年代学的经验极限。与先前工作一致，我们发现不确定度下限随恒星质量和年龄均强烈变化。对于类太阳恒星(5800 K)，统计年龄不确定度从 0.2 Gyr 时的 ±38% 单调改善至 2 Gyr 时的 ±12%，其成因在于星团自转序列的经验弥散与恒星自转减慢速率的共同作用。对于低质量 K 型矮星(4200 K)，由于自转减慢停滞，其后验高度不对称，且在最初数吉年内 ±1σ 年龄不确定度在 10% 至 50% 之间非单调变化。年龄大于 1.5 Gyr 的高质量 K 型矮星(5000 K)给出最精确的年龄，其极限不确定度目前由自转减慢速率的可能变化(12% 系统误差)、绝对年龄尺度的定标(8% 系统误差)以及慢序列的宽度(4% 统计误差)所决定。一个名为 gyro-interp 的开源实现可在 https://github.com/lgbouma/gyro-interp 在线获取。
引用
@article{arxiv.2303.08830,
title = {The Empirical Limits of Gyrochronology},
author = {Luke G. Bouma and Elsa K. Palumbo and Lynne A. Hillenbrand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08830},
year = {2023}
}
备注
ApJL accepted. Data behind Fig1 are uploaded. Code documentation is at https://gyro-interp.readthedocs.io/