测定恒星的年龄是相当困难的。但人们还是提出了几个测定方法。
有一种方法是根据星团的演化特征来确定,另一种方法是放射性同位素法。
一个星团是一个集体。如果瓦解了,不再成为集体,那就不是星团了。因此,星团的年龄应当具有某个上限(即最大年龄)。星团成员是在银河系里运动着的,由于银河系里其他恒星,特别是银河系核心的引力作用,星团应当逐渐趋向瓦解。另外,星团内各星体本身也有运动(即“本动”)。如果各星本动方向不一致,就会发生碰撞,其结果是有些星离开了星团,因而加快了星团的瓦解过程。由此计算出,银河星团的寿命的数量级为108—109年,球状星团为1011—1012年。目前认为银河星团的年龄一般小于109年,球状星团的年龄在1010年(100亿年)以上。而老的球状星团的年龄在150亿年左右。
放射性同位素法,在测定地球的年龄和测定古树木的年龄中常常用到。它的原理是这样的:
以铀元素来看,铀有两种同位素:铀235与铀238(记为U235与U238),它们的半衰期分别为7亿年和45亿年。(半衰期是指放射性原子由于衰变而使数目减少到一半时,所经历的时间)U235的半衰期比U238的短,所以U235比U238更快地蜕变掉。这就形成地球上的铀矿中,U238多而U235少(不及前者的百分之一)。依据实测的U235与U238含量的比值,就可以计算出地球地壳的年龄,从而推算出地球的年龄约为45亿年。
把这个方法应用于太阳。假如我们知道太阳早期的U235与U238的相对丰度(含量多少的意思),再根据现在的相对丰度,就可以推算出蜕变经过的时间,从而知道太阳的年龄(约为50亿年)。
那么,质量同太阳一样大小(或差不多一样大)、光谱型又相近的恒星,它们的年龄也应跟太阳年龄差不多。研究表明,不同质量的恒星,它们的寿命相差甚远。
最古老的恒星的年龄约有200亿年了,而“年轻”的恒星只有100万至200万年。后者可以说是正在诞生的恒星,因为它们是在地球上有了高等动物——人类之后才逐渐形成的星体。