Древнейшие звезды Млечного Пути подтвердили возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет

Современная космология переживает непростые времена. С одной стороны, наблюдения реликтового излучения — слабого микроволнового эха Большого взрыва — дают оценку возраста Вселенной в 13,8 миллиарда лет. С другой стороны, измерения скорости расширения космоса в нашу эпоху (постоянная Хаббла) систематически расходятся с предсказаниями, основанными на ранней Вселенной. Это противоречие получило название хаббловский кризис.

Некоторые гипотезы, пытающиеся разрешить кризис, предполагают, что возраст Вселенной может быть заметно меньше — около 12,9 миллиарда лет. Однако новое исследование показывает, что такие сценарии плохо согласуются с наблюдениями древних звезд нашей Галактики.

Как узнали возраст древнейших звезд?

Возраст звезды нельзя измерить напрямую. Его оценивают по набору параметров: температуре, светимости, химическому составу — и сравнивают с теоретическими моделями звездной эволюции. Международная команда под руководством Индранила Баника воспользовалась данными спектроскопического обзора LAMOST и астрометрической миссии Gaia. Исходная выборка включала более 247 тысяч объектов, но после отсева звезд с ненадежными параллаксами, возможных двойных систем и объектов с химическими характеристиками, не типичными для старых светил, осталось примерно 155,6 тысячи звезд.

Ученые применили несколько статистических методов, чтобы учесть неизбежные случайные выбросы в выборке. Вместо того чтобы опираться на одну рекордно старую звезду, они восстановили полное распределение возрастов с учетом ошибок. Это позволило получить надежную оценку: возраст самой древней звезды в выборке составил около 13,73 миллиарда лет.

Что это говорит о возрасте Вселенной?

Первые долгоживущие звезды образовались не сразу после Большого взрыва — на это потребовалось примерно 200 миллионов лет. Если добавить это время к возрасту древнейшей звезды (13,73 миллиарда лет), получается 13,93 миллиарда лет, что практически совпадает с общепринятой оценкой в 13,8 миллиарда лет. Таким образом, данные по звездным возрастам хорошо согласуются со Стандартной моделью и заметно хуже — с альтернативными сценариями, требующими более молодой Вселенной.

Важно, что возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели, не опираясь на данные ранней Вселенной, а используя объекты нашей собственной Галактики. Результаты исследования, опубликованные на сервере препринтов Корнеллского университета, стали дополнительным аргументом в пользу точности Стандартной космологической модели.

Тем не менее, авторы работы подчеркивают, что оценки звездных возрастов по-прежнему зависят от моделей звездной эволюции и качества наблюдений. Дальнейшие исследования, возможно, с использованием более совершенных телескопов, помогут еще точнее определить возраст Вселенной и, быть может, прольют свет на природу хаббловского кризиса.