Å estimere alderen til kulestjernehoper som M92 kan sette en stopper for den eldgamle kosmiske debatten om universets alder. Analysen viser at alderen til denne klyngen, som ligger i vår galakse, er fra 13,1 til 14,5 milliarder år, noe som er overraskende nær den beregnede alderen til universet og sår tvil om dens virkelige alder.
Kulehoper er svært tette stjernehoper som kan inneholde hundretusenvis av stjerner konsentrert i diametre fra tjue til flere hundre lysår. Galaksen vår har omtrent 150 kulehoper som kretser rundt sentrum. Disse hopene antas å inneholde noen av de eldste stjernene i Melkeveien. Sjeldenheten til grunnstoffene som utgjør disse stjernene (røde kjemper) indikerer at de ble dannet kort tid etter Big Bang og er derfor viktige elementer i studien for å forstå universets utvikling.
Astronomer bruker vanligvis flere metoder for å beregne alderen til stjerner eller klynger. En av dem er basert på forskjeller i masse. De mest massive stjernene bruker opp hydrogenet raskere, svulmer opp og eksploderer, mens de minst massive stjernene har mye lengre levetid. Den nøyaktige timingen av hvert stadium i en stjernes livssyklus er imidlertid et mye mer komplekst mysterium.
Более точный метод оценки
For å måle alderen til stjerner eller klynger mer nøyaktig, bruker astronomer Hertzsprung-Russell-diagrammet, som innebærer å plotte temperaturen i forhold til lysstyrken. De resulterende kurvene indikerer kronologien til stadiene i livssyklusen til hver stjerne.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Å bestemme antall stjerner som har eldet på samme tid i en klynge kan gi en ide om fødselsdatoen til hele gruppen. Takket være dette diagrammet kunne astronomer oppdage at alle stjernene i en kulehop er omtrent like gamle.Denne metoden mangler imidlertid presisjon og kan bare brukes på kulehoper eller individuelle stjerner. Nå tilbyr astronomer fra Dartmouth College mer nøyaktige metoder for å måle alderen på M92, spesielt, under hensyntagen til den berømte Hubble-konstanten - universets ekspansjonshastighet. Resultatene deres peker på en alder som er på grensen for hva som skal være i universet.
"Dette hjelper oss å sette en nedre grense for universets alder. Vi forventer ikke at M92 har blitt født før universet," sier Martin Ying, en Dartmouth-forsker og hovedforfatter av studien. Hans kollega, Mike Boylan-Kolchin fra University of Texas i Austin, legger til: "Hvis vi mener alvor med Hubble-konstanten, så må vi også si at vi ikke kjenner universets alder særlig godt".
Возраст (слишком) близок к возрасту Вселенной?
I følge funn som ble gjort tilbake på 1990-tallet, utvider universet seg med økende hastighet - en akselerasjon forårsaket av mørk energi. Nyere målinger av denne ekspansjonshastigheten (Hubbles konstant) viser imidlertid motstridende tall. Noen eksperter mener til og med at denne utvidelsen ikke kan være noe mer enn en illusjon. I følge Ying og hans kolleger er den eneste måten å definitivt fastslå denne konstanten på å erkjenne at universets alder kan være annerledes enn tidligere antatt.
"Hubbles konstante i seg selv er et virkelig vanskelig problem. I seg selv er denne målingen ikke nøyaktig nok til å løse tvisten. Men jo flere typer restriksjoner vi har, jo bedre," forklarer ekstern ekspert som kommenterer studien, Wendy Friedman fra Universitetet i Chicago.
Før målinger basert på det første lyset som ble sendt ut etter Big Bang, var kulehopenes alder den beste måten å estimere universets alder. Imidlertid er denne metoden for lengst forlatt. Fremskritt innen datasimulering gjør imidlertid denne metoden mer nøyaktig.
I en ny studie gjenoppfinner forskere denne metoden ved å estimere alderen til M92, en kulehop som kretser rundt sentrum av galaksen vår og omtrent 27 000 lysår fra Jorden. For å gjøre dette ble et ensemble av 20 000 stjernepopulasjoner med forskjellige klyngealder modellert.
Faktisk ble alderen til denne klyngen estimert tidligere. Imidlertid var de fleste av disse beregningene basert på en enkelt simulering av en populasjon av stjerner og brukte metoder for å estimere deres avstand og "rødforskyvning" relativt uavhengig. I en ny studie, som er i foreløpig publisering på nettstedet , modellerte forskerne ensemblene ved å ta hensyn til et bredt spekter av fysiske parametere, for eksempel opasitet, kjernefysiske reaksjonshastigheter, heliumoverflod og konvektive bevegelser. I tillegg ble avstands- og rødforskyvningsvariasjoner tatt i betraktning, samt total metallisitet (den delen av massen som ikke består av hydrogen eller helium).
Den nye protokollen vil redusere feilraten i estimater til omtrent 50 %. Deretter ble resultatene som ble oppnådd under simuleringen sammenlignet med resultatene av observasjoner av klyngen ved hjelp av Hubble-romteleskopet. Ved å kombinere de to settene med data, kunne forskerne fastslå at M92 er 13,8 milliarder år gammel, gi eller ta 750 millioner år. Denne feilen på 5,4 % skyldes usikkerheten knyttet til den faktiske avstanden til klyngen, samt andre parametere som ikke er integrert.
Overraskende, og ganske kontraintuitivt, er dette estimatet (for) nær universets beregnede alder, som er 13,8 milliarder gi eller ta 24 millioner år (ifølge de siste Planck-romteleskopmålingene). Dermed peker disse nye dataene på behovet for en fullstendig revurdering av universets sanne alder.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Оценка возраста шаровых звездных скоплений, таких как M92, возможно, положит конец давнему космическому спору о возрасте Вселенной.
- Примерно через миллиард лет после Большого взрыва Вселенная стала полностью прозрачной в результате "реионизации", происхождение которой остается во многом загадочным
- Вблизи Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, обнаружена интригующая аномалия: "зона избегания", в которой таинственным образом отсутствуют некоторые S-звезды