Группа астрономов под руководством Индранила Баника из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) представила новые свидетельства в пользу возраста Вселенной в 13,8 миллиарда лет. Ученые проанализировали выборку из 155,6 тысячи звезд в окрестностях Солнца.
Специалисты использовали данные спектроскопического обзора LAMOST и астрометрической миссии Gaia.
Самой старой звезде в каталоге оказалось 13,73 миллиарда лет — а с учетом времени, необходимого на формирование первых звезд после Большого взрыва, эта оценка почти идеально совпадает с возрастом Вселенной, предсказанным Стандартной космологической моделью.
Главные мысли за 1 минуту:
- Возраст Вселенной обычно определяют по реликтовому излучению, получая около 13,8 миллиарда лет.
- Существует альтернативный метод: найти самые старые звезды — они не могут быть старше Вселенной.
- Из-за «хаббловского кризиса» некоторые гипотезы требуют, чтобы Вселенная была моложе — около 12,9 миллиарда лет.
- Анализ 155,6 тысячи звезд в радиусе 16 300 световых лет от Солнца показал: возраст древнейшего светила — 13,73 миллиарда лет.
- С учетом времени на формирование первых звезд (около 200 миллионов лет) получается возраст 13,8 миллиарда лет — в согласии со стандартной моделью.
- Результаты опровергают сценарии с существенно более молодой Вселенной.
Хаббловский кризис: почему астрономы спорят о возрасте космоса
Основной метод оценки возраста Вселенной основан на анализе реликтового излучения — микроволнового фона, возникшего через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Эти измерения легли в основу Стандартной космологической модели ΛCDM, согласно которой космосу 13,8 миллиарда лет.
Однако после 2010-х годов обнаружилось расхождение: скорость расширения Вселенной, вычисленная по ранней Вселенной, отличается от той, что измерена в современную эпоху. Это явление получило название хаббловского кризиса.
Некоторые гипотезы, пытающиеся разрешить кризис, предполагают, что возраст Вселенной может быть существенно меньше — порядка 12,9 миллиарда лет. Если бы в Галактике нашлись звезды старше этого значения, такие сценарии оказались бы под серьезным сомнением. Именно поэтому поиск самых древних светил стал важной проверкой для альтернативных космологических моделей.
Как искали древнейшие звезды: очистка данных и статистика
Международная команда под руководством Баника использовала каталог звезд, составленный по данным спектроскопического обзора LAMOST и астрометрической миссии Gaia. Исходная выборка включала более 247 тысяч объектов, но после серии проверок осталось около 155,6 тысячи светил на расстоянии до 16 300 световых лет от Солнца.
Исследователи отсеяли объекты с ненадежными параллаксами, потенциальные двойные системы и звезды, чей химический состав плохо согласуется с большим возрастом. Такая фильтрация необходима, поскольку возраст светила напрямую не измеряется — его оценивают по температуре, светимости и химическому составу, сравнивая с теоретическими моделями звездной эволюции.
Затем ученые применили несколько статистических методов, чтобы восстановить распределение возрастов с учетом случайных ошибок. В любой крупной выборке неизбежны выбросы — поэтому опора на один рекордно старый объект ненадежна. Вместо этого астрономы оценили скрытое распределение истинных возрастов всей популяции звезд.
Результат: тринадцать и семь десятых миллиарда лет
В итоге возраст самой древней звезды в отфильтрованной выборке составил 13,73 миллиарда лет. Если прибавить к этому примерно 200 миллионов лет, которые, согласно современным представлениям, понадобились на формирование первых долгоживущих звезд после Большого взрыва, получается значение 13,8 миллиарда лет — практически идентичное стандартной оценке возраста Вселенной.
Таким образом, наблюдения древних звезд хорошо согласуются с ΛCDM-моделью и заметно хуже — с гипотезами, постулирующими более молодую Вселенную.
Авторы подчеркивают, что оценки звездных возрастов по-прежнему зависят от моделей эволюции и качества наблюдений, но новые данные стали весомым аргументом в пользу возраста, предсказанного Стандартной моделью. Результаты опубликованы на сервере препринтов Корнеллского университета.