Учёные определили возраст древнейших звёздных скоплений в Млечном Пути с беспрецедентной точностью

Международная команда исследователей с высокой точностью установила абсолютный возраст восьми шаровых скоплений в нашей галактике, который варьируется от 11,1 до 13,8 миллиардов лет. Используя данные телескопа «Хаббл» и модели звёздной эволюции Dartmouth (DSEP), они подтвердили, что эти объекты являются одними из старейших во Вселенной, а их возраст согласуется с информацией миссии Planck о происхождении Вселенной 13,8 миллиардов лет назад.

Метод исследования напоминал сложную головоломку: учёные сопоставляли реальные наблюдения за скоплениями с множеством синтетических моделей, основанных на физических параметрах звёзд. Каждая модель учитывала 21 переменную — от содержания тяжёлых химических элементов (металличности) до процессов перемешивания вещества в недрах звёзд и диффузии гелия. В анализе применялись два алгоритма: один делил диаграммы яркости и цвета на мелкие участки, а другой оценивал общее статистическое соответствие между моделями и наблюдениями.

Главный вывод — чёткая зависимость возраста от химического состава. Скопления, содержащие меньше металлов, таких как железо, оказались более старыми, что соответствует теории постепенного обогащения галактики тяжёлыми элементами. Однако точность расчётов была ограничена двумя факторами: погрешностями в определении расстояний и влиянием межзвёздной пыли, искажающей цвет звёзд. Наибольший вклад в неопределённость внесли такие параметры, как металличность (доля элементов тяжелее гелия), содержание α-элементов (кислород, неон), глубина конвекции (процессы, влияющие на перенос энергии в звёздах) и диффузия гелия (оседание гелия в ядрах, меняющее скорость эволюции).

Исследованные скопления, включая 47 Тукана и другие объекты с низким покраснением, продемонстрировали, что множественные поколения звёзд с разным химическим составом незначительно влияют на результаты расчётов в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Это упростило анализ, но для более детального изучения потребуются ультрафиолетовые наблюдения, такие как с телескопа «Джеймс Уэбб».

Будущие исследования будут сосредоточены на уточнении моделей звёздной эволюции и интеграции новых фотометрических данных, что позволит снизить погрешности и точнее определить хронологию формирования Млечного Пути.

 

Источник: iXBT