Raziskovalci z Univerze v Bologni in Leibnizovega inštituta za astrofiziko v Potsdamu so predlagali nov pristop k reševanju ene največjih ugank sodobne kozmologije – tako imenovane Hubblove napetosti. Namesto primerjave različnih meritev hitrosti širjenja vesolja so se osredotočili na starost najstarejših zvezd v naši galaksiji.
Z uporabo zelo natančnih zvezdnih podatkov so ugotovili, da je najverjetnejša starost izbranega vzorca zelo starih zvezd približno 13,6 milijarde let. Rezultati, objavljeni v znanstveni reviji Astronomy & Astrophysics, ponujajo novo perspektivo v razpravi o tem, kako hitro se vesolje širi in koliko je v resnici staro.
Hubblova konstanta je ena ključnih številk v kozmologiji, saj opisuje, kako hitro se vesolje širi. V zadnjih letih pa so različne metode merjenja dale različne rezultate.
Meritve, ki temeljijo na opazovanju cefeid in supernov v bližnjem vesolju, nakazujejo hitrejše širjenje – in s tem mlajše vesolje, staro približno 13 milijard let. Po drugi strani pa opazovanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja, ki predstavlja odmev zelo zgodnjega vesolja, kažejo na nekoliko starejšo starost, približno 14 milijard let.
Ta razlika, znana kot Hubblova napetost, že leta predstavlja enega največjih izzivov za kozmologe.
Najstarejše zvezde kot kozmične ure
Raziskovalna skupina se je problema lotila z drugačne perspektive. Osnovna ideja je preprosta: vesolje ne more biti mlajše od najstarejših zvezd, ki jih vsebuje.
Če je torej mogoče z veliko natančnostjo določiti starost najstarejših zvezd v Rimski cesti, lahko s tem dobimo zanesljivo spodnjo mejo starosti vesolja.
Projekt je združil dve raziskovalni področji, ki običajno delujeta ločeno – kozmologijo in tako imenovano zvezdno arheologijo. Raziskovalci so uporabili obsežen katalog zvezdnih starosti, ki temelji na podatkih več kot 200.000 zvezd v naši galaksiji.
Ključno vlogo je imel satelit Gaia Evropske vesoljske agencije, ki z izjemno natančnostjo meri položaje, razdalje in lastnosti zvezd.
Gaia omogoča natančnejše ocene starosti
Iz velikega nabora podatkov so raziskovalci izbrali približno 100 zvezd, za katere so bile ocene starosti najbolj zanesljive. Pri izbiri so dali prednost kakovosti podatkov, zato so iz analize odstranili vse objekte, pri katerih bi lahko bile meritve manj zanesljive.
Rezultat je pokazal, da je najverjetnejša starost teh zvezd približno 13,6 milijarde let.
Ta ocena je starejša od starosti vesolja, ki jo nakazujejo meritve na podlagi cefeid in supernov, vendar se dobro ujema z vrednostjo, ki izhaja iz opazovanj kozmičnega mikrovalovnega ozadja.
Elena Tomasetti z Univerze v Bologni poudarja: „Ta projekt lepo kaže, kako lahko povezovanje različnih področij odpre nova okna pri temeljnih vprašanjih. Količina in kakovost podatkov nam danes omogočata doseganje izjemne natančnosti pri določanju starosti zvezd.“
Cristina Chiappini z Leibnizovega inštituta za astrofiziko v Potsdamu dodaja, da je z misijo Gaia naša galaksija postala nekakšen laboratorij za raziskovanje bližnje kozmologije. „Zdaj lahko starost zvezd ocenjujemo z izjemno natančnostjo.“
Čeprav rezultati še niso dokončni, raziskovalci poudarjajo, da predstavljajo pomembno neodvisno omejitev pri razumevanju Hubblove napetosti.
Prihodnje objave podatkov misije Gaia naj bi omogočile še natančnejše meritve starosti zvezd. Takšni podatki bi lahko pomagali še bolje določiti starost vesolja in morda tudi razrešiti dolgoletni spor o vrednosti Hubblove konstante.
Raziskovalci menijo, da bi lahko prav najstarejše zvezde v Rimski cesti postale eno ključnih orodij za razumevanje zgodovine vesolja.
