Najstarije zvijezde Mliječnog puta otkrivaju da bi svemir mogao biti star 13,6 milijardi godina
Istraživači s Univerziteta u Bolonji u Italiji i Leibnizovog instituta za astrofiziku u Potsdamu (AIP) koristili su precizne zvjezdane podatke kako bi utvrdili da je galaksija Mliječni put, koja uključuje Sunčev sistem, vjerovatno stara 13,6 milijardi godina.
Iako ova starost proturječi mlađem Univerzumu koji predlažu mjerenja Cefeida i supernova, ona se slaže sa starijom procjenom donesenom na osnovu kosmičke mikrovalne pozadine te dodaje novu perspektivu debati o Hubbleovoj napetosti.
"Ovaj projekt lijepo pokazuje kako kombinovanje stručnosti iz različitih oblasti može otvoriti nove prozore na fundamentalna pitanja“, rekla je Elena Tomasetti, doktorandica na Univerzitetu u Bolonji i glavna autorica studije.
Hubbleova konstanta, koja mjeri brzinu kojom se svemir danas širi, jedno je od najdiskutovanijih pitanja u modernoj kosmologiji. Iako se procjenjuje na otprilike 68 kilometara u sekundi po megaparseku (km/s/Mpc), njena tačna vrijednost je i predmet rasprava.
U međuvremenu, različite metode mjerenja su tokom godina dale oprečne rezultate. Opservacije zasnovane na obližnjim kosmičkim objektima poput varijabilnih zvijezda Cefeida i supernova sugerišu bržu stopu širenja. To odgovara mlađem svemiru starom otprilike 13 milijardi godina.
Nasuprot tome, mjerenja zasnovana na kosmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju, slabom odsjaju Velikog praska, ukazuju na sporije širenje, ali i na nešto stariji svemir od oko 14 milijardi godina.
"Mjerenje starosti zvijezda je, samo po sebi, složen izazov, ali sada živimo u eri u kojoj nam količina i kvalitet dostupnih podataka omogućavaju da postignemo neviđenu preciznost i prvi put pruži statistički značajne rezultate", rekao je Tomasetti.
Da bi se suočio s izazovom, istraživački tim se fokusirao na starost najstarijih zvijezda u galaksiji. Budući da svemir ne može biti mlađi od zvijezda koje sadrži, precizno mjerenje starosti najstarijih zvijezda u Mliječnom putu može dati robusnu donju granicu starosti svemira.
Za projekt je tim koristio postojeći katalog starosti zvijezda razvijen na AIP-u, koji sadrži procjene starosti za više od 200.000 zvijezda u Mliječnom putu. Podaci iz misije Gaia Evropske svemirske agencije pružili su precizna mjerenja zvjezdanih udaljenosti i spektara.
Ove informacije su omogućile naučnicima da odrede zvjezdana svojstva sa neviđenom tačnošću. Tim je koristio skup podataka za odabir pažljivo provjerenog uzorka najstarijih zvijezda s najpouzdanijim mjerenjima starosti. Dali su prioritet kvaliteti nad kvantitetom i filtrirali objekte koji bi mogli iskriviti rezultate. Konačni uzorak je uključivao oko 100 drevnih zvijezda, čija je starost određena pomoću računarskog okvira StarHorse.
Cristina Chiappini, doktorica nauka i viša naučnica na AIP-u, istakla je da je misija Gaia efektivno pretvorila Mliječni put u laboratorij za kosmologiju bliskog polja.
"Sada možemo procijeniti starost zvijezda s neviđenom preciznošću. Sljedeći napredak bit će tačnost, usidravanje galaktičke vremenske linije s mnogo većom sigurnošću. Koncept misije HAYDN, uz učešće AIP-a, ima za cilj da obezbijedi taj odlučujući korak", rekla je Chiappini.
Očekuje se da će buduća objavljivanja podataka dodatno poboljšati procjene starosti i mogla bi omogućiti da se preciznije odrede starost svemira i Hubbleova konstanta.