Звезда с низким содержанием металлов, расположенная всего в 190 световых годах от Солнца, имеет возраст 14,46 + -0,80 миллиарда лет, что означает, что ей почти столько же лет, сколько и Вселенной! Эти результаты появились из нового исследования, проведенного Говардом Бондом. Такие звезды с низким содержанием металлов (супер) важны для астрономов, потому что они устанавливают независимый нижний предел для возраста Вселенной, который можно использовать для подтверждения оценок возраста, полученных другими способами.
В прошлом анализ шаровых скоплений и константы Хаббла (скорость расширения Вселенной) дал совершенно разные возрасты для Вселенной и был смещен на миллиарды лет! Отсюда важность звезды (обозначенная HD 140283), изученной Бондом и его соавторами.
«В пределах ошибок возраст HD 140283 не конфликтует с возрастом Вселенной, 13,77 ± 0,06 миллиарда лет, на основе микроволнового фона и постоянной Хаббла, но он должен был сформироваться вскоре после большого взрыва». Команда отметила.
Звезды с низким содержанием металлов могут использоваться для ограничения возраста Вселенной, поскольку содержание металла обычно является показателем возраста. Более тяжелые металлы обычно образуются при взрывах сверхновых, которые загрязняют окружающую межзвездную среду. Звезды, впоследствии родившиеся из этой среды, более обогащены металлами, чем их предшественники, причем каждое последующее поколение становится все более обогащенным. Действительно, HD 140283 содержит менее 1% содержания железа в Солнце, что свидетельствует о его значительном возрасте.
HD 140283 использовался ранее для ограничения возраста Вселенной, но неопределенности, связанные с его оценочным расстоянием (в то время), делали определение возраста несколько неточным. Поэтому команда решила получить новое и улучшенное расстояние для HD 140283 с использованием космического телескопа Хаббла (HST), а именно с помощью тригонометрического параллаксного подхода. Неопределенность расстояния для HD 140283 была значительно уменьшена по сравнению с существующими оценками, что привело к более точной оценке возраста звезды.
Команда применила последние эволюционные треки (в основном, компьютерные модели, которые отслеживают яркость звезды и изменение температуры в зависимости от времени) к HD 140283 и получила возраст 14,46 + -0,80 миллиарда лет (см. Рисунок выше). Тем не менее, связанная с этим неопределенность может быть дополнительно уменьшена путем увеличения размера выборки (очень) звезд с низким содержанием металлов с точными расстояниями, что согласуется с бесконечной задачей совершенствования компьютерных моделей, используемых для определения эволюционного пути звезды. Среднее значение, рассчитанное по этой выборке, дало бы твердый нижний предел возраста Вселенной. Надежность определенного возраста также зависит от точного определения содержания металла в образце. Однако нам, возможно, не придется долго ждать, поскольку Дон ВанденБерг (UVic) любезно передал журналу Space Magazine «расширенную статью о HD 140283 и других [подобных] целях, для которых мы улучшили параллакс [расстояния]».
Как отмечалось вначале, анализ шаровых скоплений и постоянной Хаббла дал очень разные возрасты для Вселенной. Отсюда мотивация для Bond et al. Исследование 2013 года, целью которого было определить возраст для бедной металлом звезды HD 140283, который можно сравнить с существующими оценками возраста для Вселенной. Расхождения в возрасте частично связаны с неопределенностью в масштабе космического расстояния, поскольку определение постоянной Хаббла основывалось на установлении (точных) расстояний до галактик. Исторические оценки для постоянной Хаббла варьировались от 50 до 100 км / с / Мпк, что определяет разброс по возрасту Вселенной в ~ 10 миллиардов лет.
Вышеупомянутый разброс в оценках постоянных Хаббла, безусловно, был неудовлетворительным, и астрономы признали, что необходимы надежные результаты. Одной из ключевых целей, намеченных для HST, было снижение неопределенностей, связанных с постоянной Хаббла, до <10%, что обеспечило улучшенную оценку возраста Вселенной. Нынешние оценки для постоянной Хаббла, связанные с данными HST, по-видимому, охватывают меньший диапазон (64-75 км / с / Мпк) со средним значением, подразумевающим возраст около 14 миллиардов лет.
Определение надежного возраста звезд в шаровых скоплениях также зависит от наличия надежного расстояния, и команда отмечает, что «до сих пор неясно, совместимы ли возрасты шаровых скоплений с возрастом Вселенной [предсказано по постоянной Хаббла и другие средства]. » Шаровые скопления устанавливают нижний предел для возраста Вселенной, и их возраст должен быть меньше, чем тот, который определяется по постоянной Хаббла (и космологическим параметрам).
В целом, исследование подтверждает, что есть старые звезды, бродящие по солнечному соседству, которые могут использоваться, чтобы ограничить возраст Вселенной (~ 14 миллиардов лет). Для сравнения, Солнцу около 4,5 миллиардов лет.
Выводы команды будут опубликованы в письмах Astrophysical Journal, а препринт доступен на arXiv. Соавторами исследования являются Э. Нелан, Д. Ванден Берг, Г. Шефер и Д. Хармер. Заинтересованный читатель, желающий получить полную информацию, найдет соответствующие работы: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
