النجم القديم القريب قديم قدم الكون تقريبًا

نجم فقير بالمعادن يقع على بعد 190 سنة ضوئية فقط من الشمس يبلغ عمره 14.46 + -0.80 مليار سنة ، مما يعني أن النجم قديم قدم الكون تقريبًا! ظهرت تلك النتائج من دراسة جديدة بقيادة هوارد بوند. هذه النجوم الفقيرة بالمعادن (فائقة) مهمة لعلماء الفلك لأنها تضع حدًا أدنى مستقلًا لعمر الكون ، والذي يمكن استخدامه لتأكيد تقديرات العمر المستنتج بوسائل أخرى.

في الماضي ، أسفرت تحليلات الحشود الكروية وثابت هابل (معدل توسع الكون) عن عصور مختلفة جدًا للكون ، وقد تم تعويضها ببلايين السنين! ومن هنا جاءت أهمية النجم (المعين HD 140283) الذي درسه بوند ومؤلفوه.

'ضمن الأخطاء ، لا يتعارض عمر HD 140283 مع عمر الكون ، 13.77 ± 0.06 مليار سنة ، استنادًا إلى خلفية الميكروويف وثابت هابل ، ولكن يجب أن تكون قد تشكلت بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم '. لاحظ الفريق.

يمكن استخدام النجوم الفقيرة بالمعادن لتقييد عمر الكون لأن المحتوى المعدني عادةً ما يكون بديلاً عن العمر. تتشكل المعادن الأثقل بشكل عام في انفجارات المستعر الأعظم ، والتي تلوث الوسط النجمي المحيط. النجوم التي ولدت لاحقًا من هذا الوسط تكون غنية بالمعادن أكثر من سابقاتها ، مع زيادة إثراء كل جيل متتالي. في الواقع ، يعرض HD 140283 أقل من 1٪ من محتوى الحديد في الشمس ، مما يدل على عمرها الكبير.

تم استخدام HD 140283 سابقًا لتقييد عمر الكون ، لكن الشكوك المرتبطة بمسافة الكون المقدرة (في ذلك الوقت) جعلت تحديد العمر غير دقيق إلى حد ما. لذلك قرر الفريق الحصول على مسافة جديدة ومحسّنة لـ HD 140283 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي (HST) ، أي عبر نهج المنظر المثلثي. تم تقليل عدم اليقين في المسافة لـ HD 140283 بشكل كبير مقارنة بالتقديرات الحالية ، مما أدى إلى تقدير عمر أكثر دقة للنجم.

يقدر عمر HD 140283 بـ 14.46 + -0.80 مليار سنة. على المحور ص يوجد اللمعان الزائف للنجم ، على المحور السيني درجة حرارته. تم تطبيق المسارات التطورية المحسوبة (خطوط صلبة تتراوح من 13.4 إلى 14.4 مليار سنة) لاستنتاج العمر (ائتمان الصورة: مقتبس من الشكل 1 في Bond et al. 2013 بواسطة D. Majaess ، arXiv).

طبق الفريق أحدث المسارات التطورية (بشكل أساسي ، نماذج الكمبيوتر التي تتعقب سطوع النجم وتطور درجة الحرارة كدالة للوقت) على HD 140283 واشتق عمر 14.46 + -0.80 مليار سنة (انظر الشكل أعلاه). ومع ذلك ، يمكن التخفيف من عدم اليقين المرتبط بذلك عن طريق زيادة حجم عينة النجوم (للغاية) الفقيرة بالمعادن بمسافات دقيقة ، بالتنسيق مع المهمة التي لا تنتهي لتحسين نماذج الكمبيوتر المستخدمة لتحديد المسار التطوري للنجم. وسيوفر المتوسط ​​المحسوب من تلك العينة حدًا أدنى ثابتًا لعمر الكون. تعتمد موثوقية العمر المحدد أيضًا على التحديد الدقيق للمحتوى المعدني للعينة. ومع ذلك ، قد لا نضطر إلى الانتظار طويلاً ، مثل Don VandenBerg ( يوفيك ) رجاءً إلى Universe Today لتوقع 'مقالة موسعة عن HD 140283 والأهداف الأخرى [المماثلة] التي قمنا بتحسين مناظير [المسافات] من أجلها.'

كما لوحظ في البداية ، أسفرت تحليلات العناقيد الكروية وثابت هابل عن عصور مختلفة جدًا للكون. ومن هنا كان الدافع وراء بوند وآخرون. دراسة 2013 ، التي هدفت إلى تحديد عمر النجم الفقير بالمعادن HD 140283 والذي يمكن مقارنته بتقديرات العمر الحالية للكون. نشأت الأعمار المتناقضة جزئياً من عدم اليقين في مقياس المسافة الكونية ، حيث اعتمد تحديد ثابت هابل على تحديد مسافات (دقيقة) للمجرات. تراوحت التقديرات التاريخية لثابت هابل بين 50-100 كم / ثانية / Mpc ، وهو ما يحدد انتشار عمر الكون بحوالي 10 مليار سنة.

كانت تقديرات العمر للكون كما استنتجت من العناقيد الكروية وثابت هابل في السابق في خلاف كبير (مصدر الصورة: NASA ، R.Gilliland (STScI) ، D. Malin (AAO)).

كان الانتشار المذكور أعلاه في تقديرات ثابت هابل غير مرضٍ بالتأكيد ، وأدرك علماء الفلك أن هناك حاجة إلى نتائج موثوقة. كان أحد الأهداف الرئيسية المتصورة لـ HST هو تقليل حالات عدم اليقين المرتبطة بثابت هابل إلى<10%, thus providing an improved estimate for the age of the Universe. Present estimates for the Hubble constant, as tied to HST data, appear to span a smaller range (64-75 km/s/Mpc), with the mean implying an age near ~14 billion years.

يعتمد تحديد عمر موثوق للنجوم في العناقيد الكروية أيضًا على مدى توفر مسافة موثوقة ، ويلاحظ الفريق أنه 'لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت أعمار المجموعات الكروية متوافقة مع عمر الكون أم لا [تنبأ بها ثابت هابل. ووسائل أخرى]. ' تضع العناقيد الكروية حدًا أدنى لعمر الكون ، ويجب أن يكون عمرها أصغر من ذلك الذي تم استنتاجه من ثابت هابل (والمعايير الكونية).

باختصار ، تؤكد الدراسة مجددًا أن هناك نجومًا قديمة تجوب المنطقة الشمسية يمكن استخدامها لتقييد عمر الكون (حوالي 14 مليار سنة). بالمقارنة ، فإن الشمس هي ~ 4.5 مليار سنة .

ستظهر نتائج الفريق في مجلة Astrophysical Journal Letters ، ويمكن الاطلاع على نسخة أولية arXiv . المؤلفون المشاركون في الدراسة هم E. Nelan و D. VandenBerg و G. Schaefer و D. Harmer. سيجد القارئ المهتم الذي يرغب في الحصول على معلومات كاملة الأعمال التالية ذات صلة: بونت وآخرون. 1998 و فاندنبيرج 2000 و فريدمان ومادور (2010) و Tammann & Reindl 2012 .