Es una teoría ampliamente aceptada hoy en día que cuando las primeras estrellas se formaron en nuestro universo hace aproximadamente 13 mil millones de años, rápidamente se unieron para formar cúmulos globulares. Estos cúmulos luego se fusionaron con otros para formar las primeras galaxias, que han ido creciendo a través de fusiones y evolucionando desde entonces. Por esta razón, Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que las estrellas más antiguas del universo se encuentran en cúmulos globulares.

El estudio de las estrellas en estos cúmulos es, por tanto, un medio para determinar la edad del universo, que todavía está sujeto a algunas conjeturas. En esta vena, un equipo internacional de astrónomos y cosmólogos realizó recientemente un estudio de cúmulos globulares para inferir la edad del universo. Sus resultados indican que el universo tiene aproximadamente 13,35 mil millones de años, un resultado que podría ayudar a los astrónomos a aprender más sobre la expansión del cosmos.

Su estudio, titulado "Inferir la edad del universo con cúmulos globulares, "apareció recientemente en línea y se envió para su consideración al Revista de cosmología y física de astropartículas . El estudio fue dirigido por David Valcin, investigador predoctoral del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB), a quien se unió un equipo de Francia, España, y Estados Unidos.

Como se ha señalado, Los cúmulos globulares son de particular interés para los astrónomos dada su naturaleza inusual. Estas colecciones esféricas de estrellas se encuentran en el halo de una galaxia que orbita más allá del núcleo galáctico y son considerablemente más densas que los cúmulos abiertos (que se encuentran en el disco de la galaxia). La mayoría de los cúmulos globulares también son uniformes en edad, que contiene estrellas más viejas que han entrado en su fase de rama de gigante roja (RGB).

De hecho, Los estudios de cúmulos globulares en la Vía Láctea han demostrado que algunas de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia existen dentro de ellos. Si bien los orígenes de los cúmulos globulares y su papel en la evolución galáctica siguen siendo un misterio, Los astrónomos creen que el estudio de estas colecciones de estrellas antiguas proporcionará información valiosa sobre ambos. Como Valcin y sus colegas compartieron con Universe Today por correo electrónico:

"Los cúmulos globulares se encuentran entre las primeras estructuras estelares formadas en el universo y, por lo tanto, pueden usarse como un buen estimador de la época de formación de galaxias y estrellas para inferir la edad del universo. Desde un punto de vista astrofísico, proporcionan una gran cantidad de información sobre la formación y evolución de galaxias y estrellas ".

Por el bien de su estudio, el equipo examinó 68 cúmulos globulares galácticos, que fueron observados por la Cámara Avanzada para Encuestas (ACS) del Telescopio Espacial Hubble. Específicamente, estudiaron la distribución de estrellas en estos cúmulos en función de su magnitud, que se obtuvo utilizando una versión modificada de isócronas para modelar los datos.

Este paquete de software toma fotometría sintética proporcionada por modelos estelares y luego interpola su magnitud en función de dónde se encuentran estrellas de la misma masa en la trayectoria evolutiva a la misma edad. Valdin explicó:

"Utilizando el catálogo de Sarajedini et al (2007) estudio de cúmulos globulares con el telescopio espacial Hubble, extrajimos información del Diagrama de Magnitud de Color de Cúmulos Globulares utilizando isócronas teóricas (las isócronas son un conjunto de modelos estelares calculados a la misma edad para un rango de masas diferentes). En efecto, la forma en que las estrellas se distribuyen en el diagrama de acuerdo con su magnitud y color puede limitar la sensibilidad de los parámetros de las isócronas estelares, que corresponden a una población de estrellas con la misma edad ".

Similar, el equipo se basó en el modelo estelar Mesa Isochrones y Stellar Tracks (MIST), así como la base de datos de evolución estelar de Dartmouth (DSED). En el final, obtuvieron una estimación de la edad promedio de los conglomerados mundiales más antiguos en 13.13 mil millones de años. Después de tener en cuenta la cantidad de tiempo que tardarían en formarse estos cúmulos globulares, pudieron inferir una edad estimada de 13,35 mil millones de años.

Este resultado tiene un nivel de confianza del 68% e incluye un rango de incertidumbre de ± 0,16 mil millones de años (estadístico) y ± 0,5 mil millones de años (sistémico). Este valor es compatible con la estimación de edad anterior de 13,8 ± 0,02 mil millones de años, que se infirió a partir de los datos obtenidos por la misión Planck sobre el fondo cósmico de microondas (CMB), la radiación de fondo remanente creada por el Big Bang que es visible en todas las direcciones.

Y lo que es más, la estimación anterior depende del modelo cosmológico CDM, una versión del modelo del Big Bang que contiene tres componentes principales:energía oscura, materia oscura "fría" (MDL) y materia ordinaria. Esto esencialmente significa que los cúmulos globulares pueden limitar con precisión la edad del universo de una manera que no depende de modelos teóricos.

Y lo que es más, dado que sus estimaciones de edad son consistentes con las estimaciones que se basan en la expansión cósmica, esta información también podría proporcionar pistas sobre este último. Por supuesto, Valdin y sus colegas reconocen que se necesitan más observaciones y datos si los científicos esperan descubrir por qué históricamente ha habido tal discrepancia entre las estimaciones de edad en primer lugar:

"En la actual incertidumbre sobre la expansión del universo, Es importante recopilar más datos cuya interpretación sea lo más independiente posible de la cosmología para comprender el origen de la discrepancia. Aunque los cúmulos globulares no proporcionan una medición directa de la expansión, nos permiten restringir la edad del universo, que puede estar relacionado con la expansión. La edad del universo está determinada por observaciones de CMB, también, pero esta determinación depende mucho del modelo. Un aspecto valioso de la estimación de expansión es el hecho de que se obtiene sin asumir ningún modelo cosmológico. La concordancia entre estas dos medidas se puede utilizar para confirmar aspectos importantes del modelo cosmológico ".