نجم فقير بالمعادن يقع على بعد 190 سنة ضوئية من الشمس ويبلغ عمره 14.46 + -0.80 مليار سنة ، مما يعني أن النجم قديم قدم الكون! وظهرت هذه النتائج من دراسة جديدة قادها هوارد بوند. مثل هذه النجوم الفقيرة بالمعدن (فائقة) مهمة للفلكيين لأنها تضع حدًا أدنى مستقلًا لعمر الكون ، والذي يمكن استخدامه لتأكيد تقديرات العمر المستنتجة بوسائل أخرى.
في الماضي ، أسفرت تحليلات العناقيد الكروية وثابت هابل (معدل توسع الكون) عن أعمار مختلفة جدًا للكون ، وقابلها مليارات السنين! ومن هنا جاءت أهمية النجمة (المعينة HD 140283) التي درسها 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 الكبير". لاحظ الفريق.
يمكن استخدام النجوم الفقيرة بالمعادن لتقييد عمر الكون لأن المحتوى المعدني هو عادة وكيل للعمر. تتشكل المعادن الثقيلة بشكل عام في انفجارات السوبرنوفا ، التي تلوث الوسط النجمي المحيط بها. النجوم التي ولدت بعد ذلك من هذه الوسيلة أكثر إثراء بالمعادن من سابقاتها ، مع كل جيل متتالي أصبح أكثر إثراء. في الواقع ، يعرض HD 140283 أقل من 1 ٪ من محتوى الحديد من الشمس ، مما يوفر مؤشراً على عمره الكبير.
تم استخدام HD 140283 سابقًا لتقييد عمر الكون ، ولكن عدم اليقين المرتبط بمسافة تقديره (في ذلك الوقت) جعل تحديد العمر غير دقيق إلى حد ما. لذلك قرر الفريق الحصول على مسافة جديدة ومحسنة لـ HD 140283 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي (HST) ، وبالتحديد من خلال 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.
قام الفريق بتطبيق أحدث المسارات التطورية (بشكل أساسي ، نماذج الكمبيوتر التي تتبع لمعان النجم وتطور درجة الحرارة كدالة للوقت) على HD 140283 واشتق عمر 14.46 + -0.80 مليار سنة (انظر الشكل أعلاه). ومع ذلك ، يمكن تخفيف المزيد من عدم اليقين المرتبط بذلك عن طريق زيادة حجم عينة النجوم (المعدومة جدًا) مع مسافات دقيقة ، بالتوافق مع المهمة التي لا تنتهي لتحسين نماذج الكمبيوتر المستخدمة لتحديد مسار تطور النجم. إن المتوسط المحسوب من هذه العينة سيوفر حدًا أدنى ثابتًا لعمر الكون. تعتمد موثوقية العمر المحدد أيضًا على التحديد الدقيق للمحتوى المعدني للعينة. ومع ذلك ، قد لا نضطر إلى الانتظار طويلًا ، كما نقل دون فاندن بيرج (UVic) إلى مجلة الفضاء لتوقع "مقالة موسعة عن HD 140283 ، والأهداف الأخرى [المماثلة] التي قمنا بتحسين أوجه الاختلاف فيها [المسافات]".
كما لوحظ في البداية ، أنتجت تحليلات العناقيد الكروية وثابت هابل أعمارًا مختلفة جدًا للكون. ومن هنا كان الدافع وراء Bond et al. دراسة 2013 ، والتي تهدف إلى تحديد عمر النجم المعدني HD 140283 الذي يمكن مقارنته بتقديرات العمر الحالية للكون. نشأت العصور المتناقضة جزئياً عن عدم اليقين في مقياس المسافة الكونية ، حيث اعتمد تحديد ثابت هابل على تحديد مسافات (دقيقة) إلى المجرات. تراوحت التقديرات التاريخية لثابت هابل من 50-100 كم / ثانية / MPC ، والتي تحدد انتشار العمر للكون ~ 10 مليار سنة.
كان الانتشار السالف الذكر في تقديرات هابل الثابتة بالتأكيد غير مرضٍ ، وقد أدرك الفلكيون أن هناك حاجة إلى نتائج موثوقة. كان أحد الأهداف الرئيسية المتصورة لـ HST هو تقليل عدم اليقين المرتبط بثابت هابل إلى أقل من 10 ٪ ، وبالتالي توفير تقدير محسن لعمر الكون. يبدو أن التقديرات الحالية لثابت هابل ، المرتبط ببيانات HST ، تمتد إلى نطاق أصغر (64-75 كم / ثانية / MPC) ، مع متوسط يعني عمرًا يقارب 14 مليار سنة.
يعتمد تحديد عمر موثوق به للنجوم في العناقيد الكروية أيضًا على توفر مسافة موثوقة ، ويلاحظ الفريق أنه "لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت أعمار العنقود الكروية متوافقة مع عمر الكون أم لا [تم التنبؤ به من ثابت هابل ووسائل أخرى]. " تحدد العناقيد الكروية حدا أدنى لعمر الكون ، وينبغي أن يكون عمرهم أصغر من ذلك الذي يستدل عليه من ثابت هابل (والمعلمات الكونية).
وخلاصة القول ، تؤكد الدراسة مجددًا أن هناك نجومًا قديمة تجوب الحي الشمسي يمكن استخدامها لتقييد عمر الكون (14 مليار سنة تقريبًا). بالمقارنة ، يبلغ عمر الشمس حوالي 4.5 مليار سنة.
ستظهر النتائج التي توصل إليها الفريق في رسائل مجلة Astrophysical Journal ، وستتوفر نسخة مسبقة من arXiv. مؤلفو 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: Pont et al. 1998 ، VandenBerg 2000 ، Freedman & Madore (2010) ، Tammann & Reindl 2012.
