Os aglomerados de estrelas fornecem um método para determinar a idade de estrelas individuais . As estrelas em um aglomerado globular são formadas quase ao mesmo tempo a partir de uma única nuvem molecular. Assim, ao encontrar a idade de um aglomerado globular, encontramos a idade das estrelas dentro dele. As estrelas se formam em nebulosas, que são coleções de gás e poeira. A mais brilhante das duas nebulosas mostradas na imagem é a M42, um vasto berçário estelar localizado na constelação de Órion. A área mais escura no seu centro é uma nuvem de gás molecular e poeira onde novas estrelas estão se formando. As brilhantes estrelas branco-azuladas ao redor da borda da nebulosa são estrelas jovens e quentes que se formaram recentemente.
Os aglomerados globulares são vastas coleções esféricas de centenas de milhares de estrelas, todas muito compactadas. Eles aparecem como pontos arredondados e difusos no céu e são encontrados orbitando ao redor da Via Láctea. As observações mostraram que a maioria das estrelas dentro de um aglomerado são formadas aproximadamente ao mesmo tempo. Isto significa que, ao determinar a idade do aglomerado globular, também descobrimos a idade das suas estrelas membros.
O diagrama Hertzsprung-Russell é usado para derivar métodos de determinação da idade de estrelas individuais . O diagrama HR representa o brilho (ou brilho absoluto, luminosidade) de uma estrela em relação à temperatura de sua superfície (temperatura de sua atmosfera externa) ou tipo espectral. O diagrama H-R também mostra os caminhos evolutivos que as estrelas seguem à medida que progridem da sequência principal através dos estágios até se tornarem anãs brancas. O diagrama H-R também pode ser usado para datar aglomerados de estrelas. Todas as estrelas dentro de um aglomerado estarão no mesmo estágio de evolução, portanto, se plotarmos suas luminosidades em relação aos seus tipos espectrais, obteremos o diagrama H-R para esse aglomerado. Como algumas sequências do diagrama dependem da idade do cluster, sua presença (ou ausência) pode ser usada para determinar a idade.
Os aglomerados abertos também fornecem um método para determinar a idade de estrelas individuais. As estrelas em um aglomerado aberto são formadas como parte da mesma nuvem molecular. Como as estrelas são formadas a partir do mesmo material e ao mesmo tempo, elas iniciam suas vidas na porção da sequência principal do diagrama de Hertzsprung-Russell no mesmo lugar. As estrelas queimam hidrogênio em hélio em seus núcleos, e isso queima o hidrogênio e move a estrela para a direita no diagrama H-R. A taxa de progressão depende da massa da estrela. Estrelas mais massivas movem-se para a direita no diagrama H-R mais rapidamente do que estrelas de menor massa. Quando estrelas de menor massa deixam a sequência principal, as estrelas mais massivas num aglomerado aberto já são gigantes vermelhas ou mesmo anãs brancas. Além disso, as estrelas de menor massa são mais ténues do que as estrelas de maior massa, pelo que se tornam mais difíceis de detetar à medida que o tempo passa. Como resultado, o diagrama HR para qualquer aglomerado aberto conterá relativamente poucas estrelas de baixa massa. A quantidade de tempo após a formação das estrelas antes que as estrelas de baixa massa comecem a deixar a sequência principal depende da idade do aglomerado, então os astrônomos podem determinar a idade do aglomerado observando o diagrama H-R. Ao determinar a idade de um aglomerado aberto, os astrônomos também podem determinar as idades das estrelas dentro do aglomerado.
A idade de uma estrela pode ser estimada a partir de sua posição no diagrama Hertzsprung-Russell (H-R). O diagrama HR é um gráfico da luminosidade (brilho) de uma estrela versus sua temperatura superficial. As estrelas evoluem com o tempo e a sua posição no diagrama H-R muda à medida que envelhecem. Ao comparar a posição de uma estrela no diagrama H-R com as posições de outras estrelas de idade conhecida, os astrônomos podem estimar a idade da estrela.
Outra forma de estimar a idade de uma estrela é observar sua taxa de rotação . Estrelas ainda jovens giram muito rapidamente. À medida que as estrelas envelhecem, as suas taxas de rotação diminuem. Ao medir a taxa de rotação de uma estrela, os astrónomos podem estimar a sua idade.
Finalmente, os astrónomos também podem estimar a idade de uma estrela observando a sua composição química. Estrelas ainda jovens têm maior abundância de certos elementos, como o lítio, do que estrelas velhas. Ao medir a abundância de certos elementos numa estrela, os astrónomos podem estimar a sua idade.
Ao utilizar estes métodos, os astrónomos podem estimar as idades das estrelas com vários graus de precisão. O método mais preciso é usar o diagrama H-R, mas este método só pode ser usado para estrelas que estão relativamente próximas do Sol. Para estrelas mais distantes, os astrônomos devem usar outros métodos, como medir a taxa de rotação ou a composição química.
