Шаровые звездные скопления помогли проверить устоявшиеся представления о возрасте Вселенной, пишут астрофизики в недавней статье. Напомним, на сегодняшний день считается, что Большой взрыв произошел 13,8 миллиарда лет назад. Эти оценки сложились на основе измерений несколькими разными способами.
Например, по вычисленной космологами скорости расширения Вселенной, а еще — по наблюдаемому состоянию реликтового излучения, то есть слабого электромагнитного «фона», которое распределен в космосе не совсем равномерно. Он со временем эволюционирует, поэтому по его нынешнему состоянию тоже можно составить представление о том, как давно эти фотоны появились.
В большинстве случаев все эти способы измерения возраста Вселенной сходятся на том, что ей 13,8 миллиарда лет. И примерно к такому же результату приводят вычисления с помощью еще одного, гораздо более очевидного метода — по самым древним звездам. В этом смысле считают особенно важным рассматривать их в шаровых скоплениях — сферических звездных городах, которые обращаются вокруг нашей галактики в качестве ее миниатюрных спутников.
Каждое такое скопление — как реликтовый лес: жизнь там замерла миллиарды лет назад, новые звезды не появляются, и сохранились только самые старые. Но недавно у ученых появились сомнения, что возраст этих звезд правильно интерпретируется. Астрофизики во многом ориентируются в этом по количеству в звезде гелия и более тяжелых элементов — продуктов нуклеосинтеза.
Проблема в том, что при этом все звезды шарового скопления считают ровесниками, то есть возникшими одновременно. Авторы нынешнего исследования подчеркнули, что это не вполне справедливо: пусть «шаровики» — замершие космические города, но поначалу в них все же могло и должно было происходить звездообразование.
Поэтому теперь они в своих расчетах решили предполагать, что в каждом шаровом скоплении есть две звездных популяции — «первородные» светила и «вторичные», то есть возникшие позже. Притом «вторичные» в таком случае должны были формироваться из вещества своих «перегоревших» и взорвавшихся предшественников. А в этом веществе было очень много гелия. Значит, звезды второго поколения изначально были богаче этим химическим элементом. Поэтому заполненная гелием звезда на самом деле может оказаться моложе, чем астрофизики привыкли думать.
Чтобы в этом разобраться, исследователи ввели в свои расчеты среднее содержание гелия в «шаровике», предполагаемую разницу в химическом составе звезд разных поколений и долю «младших» светил. Все это применили к 69 известным шаровым скоплениям и обнаружили, что смена поколений в них практически ничего не меняет в смысле оценки их возраста: самым древним из них все равно оказалось 13,6 миллиарда лет.
Космологи добавили к этому примерно пару сотен миллионов лет, которые должны были пройти с момента Большого взрыва и до тех времен, когда появившееся во Вселенной обычное вещество начало собираться в звезды и формировать целые галактики. Итого — те же самые 13,8 миллиарда лет, которые и общеприняты как возраст Вселенной. Ученые подчеркивают, что это говорит о надежности этих объектов как «космических часов», на которые можно опираться в исследовании Вселенной.
Ранее ее возраст попытались также оценить по звездам Млечного Пути и обнаружили расхождения с результатами других вычислений.