Một ngôi sao nghèo kim loại nằm cách Mặt trời chỉ 190 năm ánh sáng là 14,46 + -0,80 tỷ năm tuổi, ngụ ý rằng ngôi sao này gần bằng tuổi Vũ trụ! Những kết quả đó xuất hiện từ một nghiên cứu mới do Howard Bond dẫn đầu. Những ngôi sao nghèo kim loại như vậy rất quan trọng đối với các nhà thiên văn học vì chúng đặt giới hạn thấp hơn độc lập cho tuổi của Vũ trụ, có thể được sử dụng để chứng thực các ước tính tuổi được suy ra bằng các phương tiện khác.
Trong quá khứ, các phân tích về các cụm sao cầu và hằng số Hubble (tốc độ mở rộng của Vũ trụ) mang lại nhiều thời đại khác nhau cho Vũ trụ, và được bù đắp hàng tỷ năm! Do đó, tầm quan trọng của ngôi sao (được chỉ định HD 140283) được nghiên cứu bởi Bond và các đồng tác giả.
Trong các lỗi, tuổi của HD 140283 không xung đột với tuổi của Vũ trụ, 13,77 ± 0,06 tỷ năm, dựa trên nền vi sóng và hằng số Hubble, nhưng nó phải hình thành ngay sau vụ nổ lớn. nhóm lưu ý.
Các ngôi sao nghèo kim loại có thể được sử dụng để hạn chế tuổi của Vũ trụ vì hàm lượng kim loại thường là một đại diện cho tuổi. Các kim loại nặng hơn thường được hình thành trong các vụ nổ siêu tân tinh, gây ô nhiễm môi trường liên sao xung quanh. Các ngôi sao sau đó được sinh ra từ phương tiện đó được làm giàu bằng kim loại nhiều hơn so với người tiền nhiệm của chúng, với mỗi thế hệ kế tiếp ngày càng trở nên giàu có. Thật vậy, HD 140283 thể hiện ít hơn 1% hàm lượng sắt của Mặt trời, cung cấp một dấu hiệu về tuổi khá lớn của nó.
HD 140283 đã được sử dụng trước đây để hạn chế tuổi của Vũ trụ, nhưng sự không chắc chắn gắn liền với khoảng cách ước tính của nó (tại thời điểm đó) khiến cho việc xác định tuổi có phần không chính xác. Do đó, nhóm nghiên cứu đã quyết định thu được khoảng cách mới và được cải thiện cho HD 140283 bằng Kính thiên văn vũ trụ Hubble (HST), cụ thể là thông qua phương pháp thị sai lượng giác. Độ không đảm bảo khoảng cách cho HD 140283 đã giảm đáng kể khi so sánh với các ước tính hiện có, do đó dẫn đến ước tính tuổi chính xác hơn cho ngôi sao.
Nhóm nghiên cứu đã áp dụng các rãnh tiến hóa mới nhất (về cơ bản, các mô hình máy tính theo dõi sự phát triển độ sáng và nhiệt độ của ngôi sao theo chức năng của thời gian) cho HD 140283 và có tuổi 14,46 + -0,80 tỷ năm (xem hình trên). Tuy nhiên, sự không chắc chắn có liên quan có thể được giảm thiểu bằng cách tăng kích thước mẫu của các ngôi sao (rất) kim loại nghèo với khoảng cách chính xác, phù hợp với nhiệm vụ không ngừng là cải thiện các mô hình máy tính được sử dụng để phân định đường đua tiến hóa của ngôi sao. Một trung bình được tính toán từ mẫu đó sẽ cung cấp giới hạn thấp hơn cho tuổi của Vũ trụ. Độ tin cậy của độ tuổi được xác định cũng phụ thuộc vào việc xác định chính xác hàm lượng kim loại mẫu. Tuy nhiên, chúng tôi có thể không phải đợi lâu, vì Don VandenBerg (UVic) vui lòng chuyển tiếp đến Tạp chí Vũ trụ để mong đợi, một bài báo mở rộng về HD 140283 và các mục tiêu [tương tự] khác mà chúng tôi đã cải thiện thị sai [khoảng cách].
Như đã lưu ý ngay từ đầu, các phân tích về các cụm cầu và hằng số Hubble mang lại nhiều thời đại khác nhau cho Vũ trụ. Do đó động lực cho Bond et al. Nghiên cứu năm 2013, nhằm xác định tuổi của ngôi sao nghèo kim loại HD 140283 có thể so sánh với ước tính tuổi hiện tại của Vũ trụ. Thời đại khác biệt xuất phát một phần từ sự không chắc chắn trong thang đo khoảng cách vũ trụ, vì việc xác định hằng số Hubble dựa vào việc thiết lập khoảng cách (chính xác) đến các thiên hà. Ước tính lịch sử cho hằng số Hubble dao động từ 50-100 km / s / Mpc, xác định độ tuổi lan truyền cho Vũ trụ ~ 10 tỷ năm.
Sự lây lan đã nói ở trên trong các ước tính không đổi của Hubble chắc chắn là không thỏa đáng và các nhà thiên văn học nhận ra rằng cần có kết quả đáng tin cậy. Một trong những mục tiêu chính được hình dung cho HST là giảm độ không đảm bảo liên quan đến hằng số Hubble xuống <10%, do đó cung cấp ước tính được cải thiện cho tuổi của Vũ trụ. Các ước tính hiện tại cho hằng số Hubble, như được gắn với dữ liệu HST, dường như trải rộng trong phạm vi nhỏ hơn (64-75 km / s / Mpc), với ý nghĩa ngụ ý tuổi gần ~ 14 tỷ năm.
Xác định độ tuổi đáng tin cậy của các ngôi sao trong các cụm sao cầu cũng phụ thuộc vào sự có sẵn của một khoảng cách đáng tin cậy và nhóm nghiên cứu lưu ý rằng vẫn chưa rõ liệu độ tuổi của cụm sao có tương thích với tuổi của Vũ trụ hay không [dự đoán từ hằng số Hubble và các phương tiện khác]. Các cụm sao cầu đặt giới hạn thấp hơn cho tuổi của Vũ trụ và tuổi của chúng phải nhỏ hơn so với suy ra từ hằng số Hubble (& các thông số vũ trụ).
Tóm lại, nghiên cứu khẳng định rằng có những ngôi sao cũ đi lang thang trong khu vực năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để hạn chế tuổi của Vũ trụ (~ 14 tỷ năm). Mặt trời, bằng cách so sánh, là ~ 4,5 tỷ năm tuổi.
Các kết quả nghiên cứu của nhóm sẽ xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn và bản in sẵn có trên arXiv. Các đồng tác giả trong nghiên cứu là E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer và D. Harmer. Người đọc quan tâm mong muốn thông tin đầy đủ sẽ tìm thấy các tác phẩm sau đây thích hợp: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
