Ifølge kuglehobe, universet er 13,35 milliarder år gammelt

Det er en almindeligt accepteret teori i dag, at da de første stjerner dannedes i vores univers for cirka 13 milliarder år siden, de kom hurtigt sammen og dannede kuglehobe. Disse klynger smeltede derefter sammen til andre for at danne de første galakser, som er vokset gennem fusioner og har udviklet sig lige siden. Af denne grund, astronomer har længe haft mistanke om, at de ældste stjerner i universet findes i kuglehobe.

Studiet af stjerner i disse hobe er derfor et middel til at bestemme universets alder, som stadig er genstand for nogle gætværk. I denne ånd, et internationalt hold af astronomer og kosmologer gennemførte for nylig en undersøgelse af kuglehobe for at udlede universets alder. Deres resultater viser, at universet er omkring 13,35 milliarder år gammelt, et resultat, der kunne hjælpe astronomer med at lære mere om udvidelsen af ​​kosmos.

Deres studie, med titlen "Udledning af universets alder med kugleformede klynger, " optrådte for nylig online og blev indsendt til behandling hos Journal of Cosmology and Astropartikelfysik . Undersøgelsen blev ledet af David Valcin, en prædoktoral forsker fra Institute of Cosmos Sciences ved University of Barcelona (ICCUB), som fik selskab af et hold fra Frankrig, Spanien, og USA.

Som nævnt, kuglehobe er af særlig interesse for astronomer på grund af deres usædvanlige natur. Disse sfæriske samlinger af stjerner findes i en galakses glorie, der kredser ud over den galaktiske kerne og er betydeligt tættere end åbne hobe (som findes i galaksens skive). De fleste kuglehobe er også ensartede i alder, indeholdende ældre stjerner, der er gået ind i deres rød-gigantiske gren (RGB) fase.

Faktisk, undersøgelser af kuglehobe i Mælkevejen har vist, at nogle af de ældste stjerner i vores galakse findes i dem. Mens kuglehobenes oprindelse og deres rolle i galaktisk evolution stadig er noget af et mysterium, astronomer mener, at undersøgelsen af ​​disse samlinger af gamle stjerner vil give værdifuld information om begge dele. Som Valcin og hans kolleger delte med Universe Today via e-mail:

"Globulære hobe er blandt de første stjernestrukturer, der er dannet i universet, og kan derfor bruges som en god estimering af epoken for galakse- og stjernedannelse til at udlede universets alder. Fra et astrofysisk synspunkt, de giver et væld af oplysninger om dannelsen og udviklingen af ​​galakser og stjerner."

Af hensyn til deres studie, holdet undersøgte 68 galaktiske kuglehobe, som blev observeret af Hubble Space Telescope's Advanced Camera for Surveys (ACS). Specifikt, de studerede fordelingen af ​​stjerner i disse hobe baseret på deres størrelse, som blev opnået ved at bruge en modificeret version af isokroner til at modellere dataene.

Denne softwarepakke tager syntetisk fotometri leveret af stjernemodeller og interpolerer derefter deres størrelse baseret på, hvor stjerner med samme masse findes på det evolutionære spor i samme alder. Valdin forklarede:

"Ved brug af kataloget fra Sarajedini et al (2007) undersøgelse af kuglehobe med Hubble Space Telescope, vi udtog information fra Color Magnitude Diagram Of Globular Clusters ved hjælp af teoretiske isokroner (isokroner er et sæt stjernemodeller beregnet på samme alder for en række forskellige masser). Ja, måden stjerner er fordelt på i diagrammet i henhold til deres størrelse og farve kan begrænse parameterfølsomheden for stjerneisokroner, som svarer til en population af stjerner med samme alder."

Tilsvarende holdet stolede på Mesa Isochrones and Stellar Tracks (MIST) stjernemodellen, samt Dartmouth Stellar Evolution Database (DSED). Til sidst, de opnåede et gennemsnitlig aldersestimat af de ældste globale klynger til at være 13,13 milliarder år. Efter at have taget højde for den tid, det ville tage for disse kuglehobe at danne, de var i stand til at udlede et aldersestimat på 13,35 milliarder år.

Dette resultat har et konfidensniveau på 68 % og omfatter et usikkerhedsområde på ±0,16 milliarder år (statistisk) og ±0,5 milliarder år (systemisk). Denne værdi er kompatibel med det tidligere aldersestimat på 13,8 ± 0,02 milliarder år, hvilket blev udledt af data opnået af Planck-missionen om den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB) - den resterende baggrundsstråling skabt af Big Bang, der er synlig i alle retninger.

Hvad mere er, det tidligere estimat er afhængig af den kosmologiske CDM-model, en version af Big Bang-modellen, der indeholder tre hovedkomponenter:mørk energi, "koldt" mørkt stof (CDM) og almindeligt stof. Dette betyder i bund og grund, at kuglehobe nøjagtigt kan begrænse universets alder på en måde, der ikke er afhængig af teoretiske modeller.

Hvad mere er, da deres aldersestimater stemmer overens med estimater, der er baseret på kosmisk ekspansion, disse oplysninger kunne også give fingerpeg om sidstnævnte. Selvfølgelig, Valdin og hans kolleger erkender, at flere observationer og data er nødvendige, hvis forskere håber at finde ud af, hvorfor der historisk set har været sådan en uoverensstemmelse mellem aldersestimaterne i første omgang:

"I den igangværende usikkerhed om universets udvidelse, det er vigtigt at indsamle flere data om, hvilken fortolkning der er så kosmologi-uafhængig som muligt for at forstå årsagen til uoverensstemmelsen. Selvom kuglehobe ikke giver direkte måling af udvidelsen, de tillader os at begrænse universets alder, som kan relateres til udvidelsen. Universets alder bestemmes af CMB-observationer, også, men denne bestemmelse er meget modelafhængig. Et værdifuldt aspekt af ekspansionsestimatet er det faktum, at det er opnået uden at antage nogen kosmologisk model. Overenskomsten mellem disse to målinger kan bruges til at bekræfte vigtige aspekter af den kosmologiske model."