Metallist vaene täht, mis asub Päikesest vaid 190 valgusaasta kaugusel, on 14,46 ± 0,80 miljardit aastat vana, mis tähendab, et täht on peaaegu sama vana kui Universum! Need tulemused selgusid Howard Bondi juhitud uues uuringus. Sellised metallivaesed tähed on (väga) olulised astronoomide jaoks, kuna nad seadsid Universumi vanusele iseseisva alampiiri, mida saab kasutada muul viisil tuletatud vanuseprognooside kinnitamiseks.
Varem andsid globaalsete klastrite ja Hubble'i konstandi (universumi laienemiskiirus) analüüsid Universumi jaoks tohutult erinevaid vanuseid ja neid tasakaalustasid miljardid aastad! Siit tulenebki Bondi ja tema kaasautorite uuritud tähe (tähistatud HD 140283) tähtsus.
"Vigade piires ei ole HD 140283 vanus vastuolus universumi vanusega 13,77 ± 0,06 miljardit aastat, tuginedes mikrolaine taustale ja Hubble'i konstandile, kuid see peab olema tekkinud varsti pärast suurt pauku." märkis meeskond.
Metallvaeseid tähti saab kasutada Universumi vanuse piiramiseks, sest metallisisaldus on tavaliselt vanuse määraja. Raskemad metallid moodustuvad tavaliselt supernoova plahvatustes, mis reostavad ümbritsevat tähtedevahelist keskkonda. Sellest keskkonnast hiljem sündinud tähed on rikkalikumalt metallidega kui nende eelkäijad, kusjuures iga järgnev põlvkond on järjest rikastatud. Tõepoolest, HD 140283 näitab Päikese rauasisaldust vähem kui 1%, mis näitab selle suurt vanust.
HD 140283 oli varem kasutatud Universumi vanuse piiramiseks, kuid selle hinnangulise kaugusega (sel ajal) seotud ebakindlus muutis vanuse määramise mõnevõrra ebatäpseks. Seetõttu otsustas meeskond saada Hubble'i kosmoseteleskoobi (HST) abil uue ja täiustatud vahemaa HD 140283 jaoks, nimelt trigonomeetrilise parallaksi lähenemise abil. HD 140283 kauguse mõõtemääramatust vähendati olemasolevate hinnangutega võrreldes märkimisväärselt, mille tulemuseks oli tähe vanuse täpsem hinnang.
Meeskond rakendas HD 140283 uusimaid evolutsioonilisi radu (põhimõtteliselt arvutimudelid, mis jälgivad tähe heledust ja temperatuuri muutust aja funktsioonina) ja mille vanus oli 14,46 ± 0,80 miljardit aastat (vt joonis ülal). Sellegipoolest saab sellega seotud ebakindlust veelgi leevendada, kui suurendate (väga) metallivaeste tähtede valimi suurust täpsete vahemaadega, koos tähtte evolutsioonilise raja piiritlemiseks kasutatavate arvutimudelite täiustamise lõpmatu ülesandega. Selle valimi põhjal arvutatud keskmine annaks universumi vanusele kindla alumise piiri. Kindlaksmääratud vanuse usaldusväärsus sõltub ka proovi metallisisalduse täpsest määramisest. Kuid me ei pea võib-olla kaua ootama, nagu Don VandenBerg (UVic) edastas lahkelt kosmoseajakirjale, et oodata "laiendatud artiklit HD 140283 kohta ja teisi [sarnaseid] sihtmärke, mille jaoks oleme parandanud parallaksi [vahemaid]".
Nagu alguses märgitud, andsid globaalsete klastrite ja Hubble'i konstantside analüüsid universumi jaoks tohutult erinevaid vanuseid. Siit ka motivatsioon Bondi jt jaoks. 2013. aasta uuring, mille eesmärk oli määrata metallivaese tähe HD 140283 vanus, mida saaks võrrelda universumi olemasolevate vanuseprognoosidega. Vastuolulised vanused tulenesid osaliselt ebakindlustest kosmilises kaugusskaalas, kuna Hubble'i konstandi määramisel lähtuti (täpsete) kauguste kindlaksmääramisest galaktikateni. Hubble'i konstandi ajaloolised hinnangud jäid vahemikku 50–100 km / s / Mpc, mis määratleb vanusevahe universumis ~ 10 miljardit aastat.
Eespool nimetatud Hubble'i konstantse hinnangu levik ei olnud kindlasti rahuldav ja astronoomid tõdesid, et vaja on usaldusväärseid tulemusi. Üks HST jaoks kavandatud peamisi eesmärke oli vähendada Hubble'i konstantsiga seotud määramatust <10% -ni, pakkudes seega täpsemat hinnangut universumi vanuse kohta. Praegused HST-i konstandi hinnangud, mis on seotud HST-andmetega, ületavad väiksemat vahemikku (64–75 km / s / Mpc), keskmine tähendab vanust umbes 14 miljardit aastat.
Tähtede usaldusväärse vanuse määramine globaalsetes klastrites sõltub samuti usaldusväärse vahemaa olemasolust ja meeskond märgib, et „on endiselt ebaselge, kas globaalsete klastrite vanused sobivad universumi vanusega või mitte [ennustatakse Hubble'i konstandi järgi ja muud vahendid]. ” Globulaarsed klastrid seavad Universumi vanusele madalama piiri ja nende vanus peaks olema väiksem kui Hubble'i konstandi (& kosmoloogiliste parameetrite) põhjal järeldatav.
Kokkuvõttes kinnitab uuring veel kord, et Päikese naabruses ringi rändavad vanad tähed, mida saab kasutada Universumi vanuse (~ 14 miljardit aastat) piiramiseks. Päike, võrdluseks, on ~ 4,5 miljardit aastat vana.
Meeskonna leiud ilmuvad ajakirjas Astrophysical Journal Letters ja eeltrükk on saadaval arXivis. Uuringu kaasautorid on E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer ja D. Harmer. Huvitatud lugeja, kes soovib täielikku teavet, leiab järgmised teosed: Pont jt. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
