Древнейшие звездные скопления стали новыми «часами» для измерения постоянной Хаббла

Постоянная Хаббла — фундаментальный параметр, показывающий, как быстро увеличивается расстояние между галактиками по мере расширения пространства. Однако измерения, основанные на анализе реликтового излучения (ранняя Вселенная) и на наблюдениях сверхновых типа Ia (современный космос), дают разные результаты: 67 и 74 километра в секунду на мегапарсек соответственно. Это расхождение слишком велико, чтобы его можно было списать на погрешности, и может указывать на неполноту стандартной космологической модели ΛCDM.

Новый взгляд на старые объекты

Авторы нового исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv.org, предложили использовать возраст древнейших шаровых скоплений как независимый метод оценки постоянной Хаббла. Ключевую роль сыграл космический телескоп «Джеймс Уэбб»: его возможности позволили впервые детально изучить скопления в галактике Cosmic Gems Arc, свет от которой шел до Земли 13 миллиардов лет — когда Вселенной было всего 470 миллионов лет.

На снимках «Уэбба» галактика выглядит как яркая дуга из-за эффекта гравитационного линзирования, создаваемого массивным скоплением галактик на переднем плане. После обработки изображений астрономы идентифицировали 20 точечных источников, соответствующих 10 различным звездным скоплениям. Возраст каждого из них определили, сравнивая яркость на разных длинах волн с компьютерными моделями звездной эволюции, — без привязки к возрасту самой Вселенной.

Первые результаты и перспективы

Средний возраст наиболее древних скоплений в выборке составил 102 миллиона лет. Эти данные объединили с известными оценками возраста шаровых скоплений Млечного Пути, получив единый инструмент для вычисления постоянной Хаббла. Первое измерение дало значение около 70 км/с/Мпк, однако погрешность пока остается высокой. Важно, что принципиальная работоспособность метода доказана.

По оценкам исследователей, если собрать данные примерно о 300 подобных скоплениях на разных расстояниях, точность может достичь 4% — что сделает метод конкурентоспособным с традиционными подходами. «Уэбб» уже регулярно находит такие объекты, а будущий телескоп «Нэнси Грэй Роман» расширит выборку. Таким образом, у астрономов появится шанс независимо проверить, является ли «напряжение Хаббла» сигналом новой физики или следствием систематических ошибок в наблюдениях.