Хаббловский Телескоп определяет возраст Вселенной

На иллюстрации показаны два метода, которые астрономы используют для определения возраста Вселенной. В "традиционном методе" используются измерения скорости расширения Вселенной для определения её Возраста. В "методе охлаждения белых карликов" астрономы исследуют самые слабые белые карлики в шаровых скоплениях. Шаровые скопления — самые старые скопления звёзд во Вселенной. И самые слабые и самые холодные белые карлики в шаровых скоплениях являются самыми старыми звёздами в скоплениях. Photo: NASA

Космический Телескоп им. Хаббла открыл самые старые звёзды в нашей Галактике (Млечный Путь). Эти экстремально старые и слабые звёзды дают полностью независимую информацию о возрасте Вселенной, без опоры на измерения расширения Вселенной.

Древние белые карлики, обнаруженные Хаббловским Телескопом, имеют возраст от 12 до 13 миллиардов лет. Так как более ранние Хаббловские наблюдения показали, что первые звёзды образуются менее чем через один миллиард лет после образования Вселенной при Большом Взрыве, то обнаружение самых старых звёзд даёт астрономам возможность вычислить абсолютный возраст Вселенной.

Более ранние исследования на Космическом Телескопе им. Хаббла установили возраст Вселенной в 13 — 14 миллиардов лет на основе измерений скорости расширения Вселенной.

Белые карлики, расположенные в шаровом скоплении М4, дают астрономам новую информацию по самому важному вопросу астрономии: каков возраст нашей Вселенной? Возраст этих древних белых карлиокв в М4 составляет от 12 до 13 миллиардов лет. На верхней панели приведён полученный на наземной обсерватории панорамный обзор всего скопления, содержащего несколько сотен тысяч звёзд в объёме с рамерами от 10 до 30 световых лет. На левой нижней панели выделена область, исследованная Хаббловским телескопом. На правой нижней панели показана небольшая доля из этой области, размером около одного светового года. Голубыми кружками показаны старые и слабые белые карлики. Потребовалось почти восемь дней экспозиции из общего 67-дневного периода наблюдений, чтобы обнаружить эти очень слабые звёзды. Photo: NASA and H. Richer, NOAO/AURA/NSF

Однако, возраст Вселенной имеет такое фундаментальное значение, что астрономы старются использовать все другие методы для определения возраста и проверки своих предположений.

"Эти наблюдения представляют собой полностью независимый способ определения возраста," — утверждает Харвей Ричер (Harvey Richer, University of British Columbia, Canada), один из авторов работы.

Эти новые наблюдения по определению возраста Вселенной были выполнены Ричером и коллегами. С помощью Космического Телескопа им. Хаббла они охотились за очень древними звёздами, скрытыми в шаровом скоплении, расположенном в скоплении Скорпиона ,на расстоянии около 7,000 световых лет от Земли.

Результаты новых исследований по определению возраста Вселенной будут опубликованя в научном журнале the Astrophysical Journal Letters.

Концептуально, этот метод определения возраста элегантен и прост. Белые карлики представляют собой остатки самых первых звёзд, образовавшихся в нашей Галактике.

И эти белые карлики охлаждаются с предсказуемой скоростью — чем старее белый карлик, тем он холодней, что делает такие звёзды достаточно совершенными "часами", которые "тикают" почти всё время существования Вселенной.

Когда белые карлики сильно охлаждаются, они становятся очень слабыми, поэтому, Хаббловскому Телескопу пришлось сделать очень много снимков этих древних звёзд в шаровом скоплении. Общее время экспозиции составило почти восемь дней в течение 67-дневного периода наблюдений.

На этой иллюстрации показано положение шарового скопления в Галактике. Photo: NASA and A.Feild

В результате этого даже очень слабые белые карлики стали видны. Эти звёзды действительно очень слабые (до 30-й звёздной величины, что значительно слабее предполагаемой чувствительности Хаббловского Телескопа с первоначальными камерами), они более чем в миллиард раз слабее самых слабых звёзд, видимых невооружённым глазом.

На сегодняшний день известно около 150 шаровых скоплений. Для наблюдений на Хаббловскои Телескопе было выбрано шаровое скопление М4, так как оно самое близкое к Земле, и, следовательно, более слабые белые карлики можно увидеть.

В 1928 году Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) из своих измерений скоростей галактик сделал вывод, что Вселенная однородно расширяется, что означает, что она имеет конечный возраст, который математически можно определить, "запустив расширение назад".

Первая оценка Эдвина Хаббла для возраста Вселенной составляла около 2-х миллиардов лет. Во второй половине 20-го столетия оценки возраста Вселенной колебались от 8 до 18 миллиардо лет.

В 1997 году по наблюдениям на Хаббловском Телескопе астрономы получили достаточно надёжную оценку возраста поведя очень точные измерения скорости расширения.

Однако эта картина вскоре усложнилась, так как выяснилось, что Вселенная не расширяется с постоянной скоростью, скорость расширения увеличивается благодаря неизвестной отталкивающей силе, названной "тёмноё энергией".

Когда астрономы учли влияние "тёмной энергии" на историю расширения Вселенной, то получили возраст Вселенной в 13 — 14 миллиардов лет. Этот возраст Вселенной сейчас независимо подтверждён определением возрастов белых карликов по наблюдениям на Хаббловском Телескопе.

AstroNews in via PRAO