古老星體研究揭示宇宙年齡或達 136 億年

意大利和德國的天文學家轉向銀河系中一些最古老的恆星,以估算宇宙的真實年齡,並最終解決長期困擾科學界的「哈勃張力」之謎。來自意大利博洛尼亞大學和波茨坦萊布尼茨天體物理學研究所的研究人員,利用精確的恆星數據,確定銀河系,包括太陽系,的年齡可能為 136 億年。儘管這一年齡與基於造星變數恆星和超新星測量的較年輕宇宙相矛盾,但卻與來自宇宙微波背景輻射的較老年齡相符。這為哈勃張力的辯論增添了新的視角。博洛尼亞大學的博士生、研究主筆 Elena Tomasetti 表示,這個項目完美展示了不同領域專業知識的結合如何為基本問題開創新的視窗。

哈勃常數測量宇宙目前的擴張速度,是現代宇宙學中最具爭議的問題之一。雖然其估算值約為每百萬秒差距 68 公里每秒 (km/s/Mpc),但其確切值仍存在爭論。隨著時間的推移,基於近距離宇宙物體(如造星變數恆星和超新星)的觀測結果顯示出更快的擴張速度,對應的宇宙年齡約為 130 億年。相比之下,基於宇宙微波背景的測量則顯示出較慢的擴張,並且宇宙年齡約為 140 億年。哈勃常數的數值成為現代宇宙學中最具爭議的問題之一。

測量恆星年齡本身就是一項複雜的挑戰,但目前的數據量和質量使得我們能夠達到前所未有的精確度,並且首次獲得統計上顯著的結果,Tomasetti 指出。為了應對這一挑戰,研究團隊專注於銀河系中最古老恆星的年齡。因為宇宙不可能比它所包含的恆星年輕,準確測量銀河系中最古老恆星的年齡可以為宇宙的年齡提供堅實的下限。

在這個項目中,團隊利用了在 AIP 開發的恆星年齡目錄,該目錄包含了超過 20 萬顆銀河系恆星的年齡估算。來自歐洲空間局 Gaia 任務的數據提供了恆星距離和光譜的精確測量,使科學家能夠以前所未有的準確性確定恆星特性。團隊利用這一數據集選擇了一組經過仔細篩選的最古老恆星樣本,並優先考慮質量而非數量,過濾掉可能扭曲結果的物體。最終樣本包括約 100 顆古老恆星,其年齡通過 StarHorse 計算框架進行確定。

AIP 的高級科學家 Cristina Chiappini 指出,Gaia 任務有效地將銀河系變成了一個近場宇宙學實驗室。她表示,我們現在可以以前所未有的精確度估算恆星年齡。接下來的突破將是準確性,將銀河時間線以更大的確定性錨定,她在新聞稿中總結道。HAYDN 任務概念,AIP 參與其中,旨在提供這一決定性步驟。未來來自 Gaia 的數據釋出有望進一步改善年齡估算,並可能精確宇宙年齡和哈勃常數的測量。該研究已發表在《天文學與天體物理學》期刊。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。