回转年代学

回归年代学是一种根据低质量（冷）主序星（光谱等级 F8 V 或更高版本）的自转周期来估计其年龄的方法。 该术语源自希腊语 gyros、chronos 和 logos，分别粗略翻译为旋转、年龄和学习。 它由 Sydney Barnes 于 2003 年创造，用于描述推导恒星年龄的相关程序，并于 2007 年以经验形式广泛发展。

回归年代学建立在 Andrew Skumanich 的工作之上，他发现几个疏散星团的 (v sin i) 的平均值与星团年龄的平方根成反比。 在表达式(v sin i)中，(v)是恒星赤道上的速度，(i)是恒星自转轴的倾角，一般是一个无法测量的量。 陀螺年代学方法依赖于自转周期与同龄低质量主序星质量之间的关系，这一点已被疏散星团的早期工作所证实。 恒星的相关年龄估计被称为陀螺年龄。

陀螺年代学的基本思想是，冷主序星的自转周期 P 是其年龄 t 和质量 M（或合适的替代物，例如颜色）的确定性函数。 尽管给定质量的主序星具有一定范围的自转周期，但它们的周期会迅速增加并收敛到一个明确定义的值，因为它们会通过磁通道恒星风失去角动量。 因此，它们的周期收敛于年龄和质量的某个函数，数学上表示为 P=P(t,M)。 因此，冷星并不占据（质量、年龄、周期）的整个 3 维参数空间，而是在这个 P-t-M 空间中定义一个二维表面。 因此，测量其中两个变量会产生第三个变量。 在这些量中，质量（颜色）和自转周期是更容易测量的变量，提供了获取恒星年龄的途径，否则很难获得。

为了确定这个 P=P(t,M) 表面的形状，测量了已知年龄星团中恒星的旋转周期和光度颜色（质量）。 已经从几个年龄小于 10 亿年 (Gyr) 的星团和一个年龄为 2.5 Gyr 的星团收集了数据。 表面上的另一个数据点来自太阳，年龄为 4.56 Gyr，自转周期为 25 天。 使用这些结果，可以以 10% 的精度推导出大量冷星系场恒星的年龄。

磁性恒星风破裂增加了恒星的自转周期，这在具有对流包层的恒星中很重要。 颜色指数大于 (B-V)=0.47 mag（太阳的颜色指数为 0.66 mag）的恒星具有对流包络，但更大质量的恒星具有辐射包络。 此外，这些质量较低的恒星在前主序林轨道上花费相当多的时间，在那里它们几乎完全对流。