经过数十年的研究,对光的分析终于确定了银河系中一个古老星团的年龄。 它被称为 HP 1,大约有 128 亿年的历史。 这使得它成为迄今为止发现的最古老的行星之一——不仅在银河系,而且在整个宇宙。
HP 1 悬挂在银河系中凸,我们已经知道它有一段时间了。 但是,由于我们的大气扭曲入射光的方式,准确读取其光特征(光谱)已被证明是复杂的。
先前对星团年龄、年代测定的估计回到1997年,是根据红巨星拍摄的,结果相互矛盾。 有人推测它的年龄约为 138 亿年。 这就是宇宙的年龄,所以如果这也是星团的年龄,那就意味着我们对宇宙演化中一些非常基本的里程碑的看法是错误的。
但不断完善的领域自适应光学,实时消除大气失真的技术,现在已经能够使用该星团进行最高分辨率的观测双子座南智利的望远镜。 这些观察结果最终揭示了 HP 1 的历史。
“这个星团就像埋藏在我们银河系核球深处的一块古老化石,现在我们已经能够将它追溯到宇宙非常年轻的遥远时代。”天文学家斯特凡诺·苏扎说巴西圣保罗大学教授。
“这些也是我们在任何地方见过的最古老的恒星之一。”
如果你在宇宙中寻找古老的恒星,你需要寻找那些棘手的恒星。 大质量恒星的寿命往往相对较短,但比太阳小得多的微小恒星可能寿命数万亿年(我们认为 - 这是不像我们会在身边一万亿年后才能找到答案)。
(双子座天文台/NSF/AURA/VISTA/阿拉丁/CDS)
因此,研究小组利用双子座的观测结果和哈勃太空望远镜的档案光学图像来识别星团中最暗的恒星。 他们还使用档案数据来识别 11天琴座RR星团中的恒星,一种用作变星的变星标准蜡烛来准确计算距离。
这些表明该星团距地球约 21,500 光年。 这种距离测量使团队能够确定绝对星等星星的。 这使我们能够输入星星准确地根据赫罗图,这反过来又使我们能够更准确地计算其他恒星品质。
例如,通过恒星光谱获得的金属丰度,因为不同的元素在分裂光谱上显示为不同的线。
这样就可以计算出恒星的年龄。 在非常早期的宇宙中,没有金属。 它们是在第一代恒星的心中铸造的,在它们暴力混乱地死亡后,恒星将它们喷射到太空中。
然后,这种物质在新恒星的形成中混合在一起,随后的每一代恒星的金属含量都变得越来越丰富。 恒星越年轻,金属含量或金属丰度就越高。 相反,恒星越老,金属丰度越低。
HP 1 恒星的金属含量如此之低,天文学团队认为它们一定是在宇宙 10 亿年前形成的。
“HP 1 在我们理解银河系如何形成方面发挥着关键作用,”天文学家莱安德罗·科伯说圣保罗大学和圣克鲁斯大学。 “它正在帮助我们弥合银河系过去和现在之间的理解差距。”
长期以来,人们认为最古老的球状星团只能在银河系的外围发现。 然而近年来,在银河系已知的大约 160 个此类星团中,大约四分之一位于银河核球部。 那是银河系最密集的中心区域,面积约为 10,000 光年。
由于人们认为这些星团是由后来合并成银河系的原始尘埃和气体形成的,因此它们可以告诉我们很多有关银河系狂野年轻时期的信息(好吧,化学历史,有些人可能认为这是同一件事)。
“这些双子座图像是我们拥有的最好的地面光度数据,”天文学家 Beatriz Barbuy 说圣保罗大学。
“它们与 HST 数据处于同一水平,使我们能够恢复拼图中缺失的一块:HP 1 的年龄。从这些古老物体的存在,我们可以证明银河核球中恒星形成的时间尺度很短,以及它的快速化学富集。”
该论文已发表于英国皇家天文学会每月通知。