Учёные вычислили возраст древнейших звёздных скоплений Млечного Пути с рекордной точностью

Международная группа учёных определила абсолютный возраст восьми шаровых скоплений нашей галактики с рекордной точностью — от 11,1 до 13,8 миллиардов лет. Результаты, полученные с использованием данных телескопа «Хаббл» и моделей звёздной эволюции Dartmouth (DSEP), подтвердили, что эти объекты — одни из старейших во Вселенной, их возраст согласуется с данными миссии Planck о её происхождении 13,8 млрд лет назад.

Метод напоминает сложный пазл: учёные сравнивали реальные наблюдения за скоплениями с миллионами синтетических сценариев, созданных на основе физических параметров звёзд. Каждый сценарий учитывал 21 переменную — от содержания тяжёлых элементов (металличности) до процессов перемешивания вещества в недрах светил и диффузии гелия. Для анализа использовались два алгоритма: один разбивал диаграммы яркости и цвета на мелкие сегменты, другой оценивал общее статистическое соответствие между моделями и наблюдениями.

Ключевой вывод — чёткая зависимость возраста от химического состава. Скопления с меньшим содержанием металлов (например, железа) оказались старше, что соответствует теории поэтапного обогащения галактики тяжёлыми элементами. Однако точность расчётов ограничивали два фактора: погрешности в определении расстояний и влияние межзвёздной пыли, искажающей цвет звёзд. Среди параметров звёздной физики наибольший вклад в неопределённость внесли: металличность (доля элементов тяжелее гелия), содержание α-элементов (кислород, неон — маркеры ранних этапов звездообразования), глубина конвективного перемешивания (процессы, влияющие на перенос энергии в звёздах) и диффузия гелия (постепенное оседание гелия в ядрах, меняющее скорость эволюции).

Изученные скопления, включая 47 Тукана и другие объекты с низким покраснением, показали, что даже наличие в них множественных поколений звёзд с разным химическим составом незначительно влияет на расчёты в видимом и ближнем ИК-диапазонах. Это упростило анализ, но для детектирования нюансов потребуются ультрафиолетовые наблюдения — например, с телескопа «Джеймс Уэбб».

Дальнейшая работа будет направлена на уточнение моделей звёздной эволюции и интеграцию новых фотометрических данных, что поможет снизить погрешности и точнее определить хронологию формирования Млечного Пути.

 Источник: arXiv