На этом изображении показана самая старая звезда с точно определённым возрастом в нашей галактике. Авторы и права: Digitized Sky Survey (DSS), STScI / AURA, Palomar / Caltech и UKSTU / AAO.
Космические тайны. Если Вселенной 13,8 миллиарда лет, то как может быть звезде более 14 миллиардов лет?
Уже более 100 лет астрономы наблюдают за любопытной звездой, находящейся на расстоянии около 190 световых лет от Земли в созвездии Весов. Она быстро движется по небу со скоростью около 1,3 миллиона километров в час. Но что ещё интереснее, HD 140283 – или “Звезда Мафусаила”, как её обычно называют – также является одной из старейших известных звёзд во Вселенной.
В 2000 году учёные пытались определить возраст звезды, используя данные наблюдений спутника Hipparcos Европейского космического агентства (ЕКА). Тогда возраст оценили в 16 миллиардов лет. Такая цифра сбила исследователей с толку. Как отметил астроном Говард Бонд из Университета штата Пенсильвания, возраст Вселенной, определённый по наблюдениям космического микроволнового фона, составляет 13,8 миллиардов лет. Таким образом, появилось серьёзное несоответствие.
Как звезда может быть старше Вселенной? Или, наоборот, как может быть Вселенная моложе? Было совершенно очевидно, что “Мафусаил” очень старая звезда, поскольку этот бедный металлами субгигант преимущественно состоит из водорода и гелия. Его состав говорит о том, что звезда должна была появиться до того, как металлы стали распространены во Вселенной.
Но более чем на два миллиарда лет старше его окружающей среды? Конечно, это просто невозможно.
Присмотревшись к возрасту “Мафусаила” Бонд и его коллеги поставили перед собой задачу выяснить, была ли эта первоначальная цифра в 16 миллиардов лет точной. Они собрали более 11 наборов наблюдений, которые были записаны в период с 2003 по 2011 год с помощью датчиков точного наведения космического телескопа “Хаббла”, что позволило уточнить возраст звезды.
“Одной из неопределённостей с возрастом HD 140283 было определение точного расстояния до звезды”, – сказал Бонд. “Важно было сделать это правильно, потому что тогда мы смогли бы лучше определить его светимость, и следовательно возраст”.
Бонд и его сотрудники оценили возраст HD 140283 в 14,46 млрд. лет – значительное сокращение по сравнению с 16 млрд. заявленными ранее. Однако, это всё же больше, чем возраст самой Вселенной, но учёные учли погрешность в 800 миллионов лет, которая, по словам Бонда, сделала возраст звезды сопоставимым с возрастом Вселенной.
Как и любые измерения, оценки возраста звезды также подвержены как случайным, так и систематическим ошибкам. Дальнейшие усовершенствования методики измерения привели к тому, что возраст HD 140283 несколько снизился. Последующее исследование обновило возраст звезды до 14,27 миллиардов лет. И, опять-таки, если учесть все погрешности – как в наблюдательных измерениях, так и в теоретическом моделировании – ошибка составляет около 700 или 800 миллионов лет, поэтому конфликта нет.
Для Бонда сходство между возрастом Вселенной и возрастом этой старой звезды, которые были определены различными методами анализа, является “удивительным научным достижением, которое даёт очень убедительные доказательства картины Большого Взрыва Вселенной.
И всё же Мэтьюз считает, что проблема ещё не решена. Астрономы на международной конференции ведущих космологов в Институте теоретической физики им. Кавли в Санта-Барбаре, штат Калифорния, в июле 2019 года ломали голову над исследованиями, которые предлагали разные возрасты для Вселенной. Некоторые данные предполагают, что Вселенная может быть моложе на сотни миллионов лет.
На самом деле, далеко не 13,8 миллиардов лет, согласно детальным измерениям космического излучения в 2013 году космическим телескопом “Планка”. Вселенной может быть всего 11,4 миллиарда лет. Одним из тех, кто стоит за исследованиями, является нобелевский лауреат Адам Рисс из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.
Выводы основаны на идее расширяющейся Вселенной. Свежие результаты предполагают, что скорость расширения фактически на 10% выше, чем измеренная “Планком”.
Действительно, команда “Планка” определила, что скорость расширения составляет 67,4 кмс на мегапарсек, но более поздние измерения скорости расширения Вселенной указывают на значения 73 или 74. Это означает, что есть разница между измерением того, как быстро Вселенная расширяется сегодня, и предсказания того, как быстро она должна расширяться, основанные на физике ранней Вселенной. Это приводит к переоценке принятых теорий, а также показывает, что ещё многое предстоит узнать о тёмной материи и тёмной энергии, которые, как считается, стоят за этой загадкой.
Тайна возраста HD 140283 ведёт к чему-то большему и более сложному с научной точки зрения, изменяя понимание того, как работает Вселенная.
Наиболее вероятным объяснением этого парадокса является неучтённый наблюдательный эффект и / или нечто существенное, отсутствующее в нашем понимании динамики космического расширения.
Источник: universetoday.ru