Шаровые скопления – это небольшие очень плотные галактики, которые могут содержать сотни тысяч звезд, сконцентрированных в диаметре от двадцати до нескольких сотен световых лет. В нашей галактике насчитывается около 150 шаровых скоплений, вращающихся вокруг ее центра. Считается, что эти скопления содержат одни из самых старых звезд в Млечном Пути.
Астрономы обычно используют несколько методов для оценки возраста звезд или скоплений. Один из них основан на различиях в массе. Наиболее массивные звезды быстрее расходуют свой водород, набухают и затем взрываются, в то время как наименее массивные имеют гораздо более долгую жизнь. Однако точное время каждого этапа жизненного цикла звезды – это гораздо более сложная загадка. Для более точного измерения возраста звезд или скоплений астрономы используют диаграмму Герцшпрунга-Рассела, которая предполагает построение графика зависимости их температуры от светимости. Благодаря этой диаграмме астрономы смогли обнаружить, что все звезды в шаровом скоплении имеют примерно одинаковый возраст. Однако этому методу не хватает точности, и он может быть применен только к шаровым скоплениям или отдельным звездам.
Астрономы из Дартмутского колледжа предложили более точные методы измерения возраста М92, в частности, с учетом постоянной Хаббла. Полученные ими результаты указывают на возраст, находящийся на пределе предполагаемого для “математической вселенной”. Мартин Йинг, исследователь из Дартмута и ведущий автор исследования и его коллеги предлагают признать, что возраст “вселенной” может отличаться от ранее предполагаемого.
В исследовании ученых из Дартмутского колледжа был смоделирован ансамбль из 20 000 звездных популяций с различным возрастом скопления. Возраст этого скопления оценивался и ранее. Однако большинство этих расчетов основывались на единичном моделировании популяции звезд и использовали методы оценки их расстояния и “красного смещения” относительно независимо. В исследовании, находящемся в предварительной публикации на сайте arXiv, ученые смоделировали ансамбли с учетом широкого спектра физических параметров, таких как непрозрачность, скорость ядерных реакций, обилие гелия и конвективные движения. Кроме того, учитывались вариации расстояния и красного смещения, а также общая металличность (доля массы, не состоящая из водорода или гелия). Новый протокол позволил бы снизить уровень ошибок в оценках примерно до 50%. Затем результаты, полученные в ходе моделирования, были сопоставлены с результатами наблюдений скопления с помощью космического телескопа Хаббл. Объединив два набора данных, исследователи смогли определить, что возраст M92 составляет 13,8 миллиарда лет, плюс-минус 750 миллионов лет. Эта погрешность в 5,4% обусловлена неопределенностью, связанной с фактическим расстоянием до скопления, а также другими параметрами, которые не были интегрированы. Эта оценка слишком близка к предполагаемому возрасту “вселенной”, – 13,8 миллиарда плюс-минус 24 миллиона лет (согласно последним измерениям космического телескопа Planck).