Un cúmulo estelar en la Vía Láctea parece tener la misma edad que el universo.

24 Junio 2023 951
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Uno de los objetos más antiguos conocidos en el universo está vagando por la Vía Láctea.

El cúmulo estelar M92, una bola densamente poblada de estrellas a unos 27.000 años luz de la Tierra, tiene alrededor de 13,8 mil millones de años, informan los investigadores en un documento presentado el 3 de junio en arXiv.org. La estimación de edad recién refinada hace que este grupo de estrellas tenga prácticamente la misma edad que el universo.

Refinar las edades de cúmulos como el M92 puede ayudar a establecer límites en la edad del universo en sí. También puede ayudar a resolver enigmas cósmicos sobre cómo evolucionó el universo.

La edad está "en el borde de la edad del universo, según lo estimado por otros grupos", dice el astrónomo Martin Ying del Dartmouth College. "Nos ayuda a establecer el límite inferior de la edad del universo. ¿No esperamos que M92 nazca antes del universo, verdad?"

Los cúmulos globulares como el M92 son grupos de estrellas apretadas que se cree que se formaron todas al mismo tiempo. Esto hace que sea más fácil para los astrónomos medir las edades de las estrellas. Las estrellas que nacen con diferentes masas tienen diferentes destinos: las grandes gastan su combustible rápidamente y mueren jóvenes, y las pequeñas permanecen. Descubrir cuántas estrellas del cúmulo han envejecido fuera de las partes principales de sus años de combustión de combustible da una idea de cuándo nació todo el grupo.

Pero esas estimaciones se basan en suposiciones sobre cómo funciona la evolución estelar. Ying y sus colegas querían encontrar una medición de edad que evitara esas suposiciones.

Usando una computadora, el equipo creó 20,000 poblaciones sintéticas de estrellas para el M92, cada una para una posible edad diferente del grupo. Compararon los colores y brillos de cada una de estas poblaciones con las observaciones del telescopio espacial Hubble del M92 y calcularon la edad que mejor se ajustaba a la colección.

No es la primera vez que los astrónomos miden la edad del M92, pero las estimaciones anteriores se basaron en una sola colección sintética de estrellas. Comparar miles de ellas redujo la incertidumbre introducida por las suposiciones incluidas en cada una. La nueva técnica redujo la incertidumbre de la edad del cúmulo en aproximadamente un 50 por ciento, dice Ying. El equipo encontró que el cúmulo tiene 13,8 mil millones de años, con un margen de error de 750 millones de años. Eso es sorprendentemente cercano a la mejor estimación de la edad del universo: un poco más de 13,8 mil millones de años, más o menos 24 millones de años, según la medición del satélite Planck de la primera luz emitida después del Big Bang.

La edad de cúmulos como el M92 es importante en parte debido a una creciente tensión sobre lo rápido que está creciendo el universo. Los astrónomos saben desde la década de 1990 que el universo se está expandiendo a un ritmo cada vez mayor, gracias a una sustancia misteriosa llamada energía oscura. Pero las medidas recientes de la tasa de esa expansión, una cifra llamada constante de Hubble, no concuerdan entre sí.

Una forma de resolver esa tensión es aceptar una edad diferente para el universo, dice el cosmólogo y coautor del estudio Mike Boylan-Kolchin de la Universidad de Texas en Austin.

"A menudo pensamos en eso como si Moisés hubiera bajado del Monte Sinaí con '13,8 mil millones de años' escrito en algunas tablillas o algo así, pero no es exactamente así", dice. "Si uno toma en serio la tensión de Hubble, entonces también tiene que decir que no conocemos la edad del universo tan bien".

Es ahí donde entra el M92. Antes de que las naves espaciales midieran la luz más temprana del cosmos, las edades de los cúmulos globulares eran la mejor manera de establecer límites en la edad del universo. Esa práctica había pasado de moda por un tiempo, dice la cosmóloga Wendy Freedman de la Universidad de Chicago, que no participó en el nuevo trabajo.

Pero las mejoras en la informática, la teoría y las mediciones de las distancias a cúmulos como el M92 hacen que valga la pena intentarlo de nuevo.

"La tensión de Hubble en sí misma es un desafío realmente difícil de resolver", dice Freedman. Esta medición por sí sola no es lo suficientemente precisa como para resolver el debate. Pero "cuantos más tipos de restricciones tengamos, mejor", dice. "Estás mostrando un camino para el futuro".


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