Астрономы уточнили возраст Вселенной по звездам Млечного Пути: сколько ей лет

Возраст Вселенной рассчитывают через скорость ее расширения. Для этого используют постоянную Хаббла — параметр, который показывает, насколько быстро галактики удаляются друг от друга. По реликтовому излучению и стандартной модели ΛCDM возраст Вселенной составляет около 13,8 млрд лет. Но измерения по цефеидам и сверхновым в ближайшей Вселенной указывают на более высокий темп расширения. Если принять, что Вселенная расширялась с ним почти всю свою историю, ее возраст получается меньше — около 12,5–12,9 млрд лет. Это расхождение называют «напряжением Хаббла».

Авторы новой работы использовали другой способ проверки — возраст самых старых звезд. Звезда не может быть старше Вселенной: если астрономы находят объект возрастом около 13 млрд лет, сама Вселенная должна быть старше хотя бы на время, которое понадобилось бы для образования звезды.

Исследователи начали с выборки из 247103 субгигантов. Субгиганты — это звезды, которые уже завершили основной этап жизни: водород в их ядрах почти исчерпан, и они начали уходить с главной последовательности. Так называют область на диаграмме «цвет — яркость», где звезды проводят большую часть жизни, пока получают энергию за счет термоядерного горения водорода. Возраст субгигантов можно оценивать точнее, чем у многих других звезд.

Какая звезда самая яркая на ночном небе, как она называется и где находится

Данные взяли из обзоров LAMOST и Gaia, затем выборку очистили от объектов, которые не соответствовали химическим признакам древних звезд. После проверки независимым методом осталось 155600 звезд.

NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/J. PollardГрафик иллюстрирует противоречие, существующее между измерениями скорости расширения поздней, близкой к нам Вселенной и тем, что можно было бы ожидать, исходя из измерений ранней Вселенной, в частности, космического микроволнового фона.

Самая старая звезда в выборке оказалась возрастом около 13,73 млрд лет. Погрешность составила +0,18 и −0,15 млрд лет. Если учесть, что после Большого взрыва на образование первых звезд могло уйти около 200 млн лет, результат ближе к возрасту Вселенной по реликтовому излучению, чем к укороченной шкале в 12,5–12,9 млрд лет.

Авторы отмечают, что точность пока ограничивают несколько факторов: размер выборки, отбор звезд, модели звездной эволюции, оценка времени образования первых звезд и теоретические расчеты. Каждый из них может давать ошибку порядка 0,15–0,2 млрд лет.

Возраст древнейшей звезды не совпадает с расчетами, по которым Вселенная должна быть моложе 13 млрд лет. Скорее причина напряжения Хаббла появилась позже — в последние несколько миллиардов лет — или связана именно с нашей областью Вселенной. Например, рядом с нами может находиться крупная область с пониженной плотностью вещества. Из-за нее местное расширение выглядит быстрее, чем в среднем по Вселенной.

Фото NASA