[論文レビュー] Age Estimates of Universe: from Globular Clusters to Cosmological Models and Probes

Hira Fatima, Muzammil Mushtaq+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 8, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 13被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、スローンgおよびrバンドの光度データを用いて、球状星団M2およびM92の年齢を推定し、それらをジョンソン＝カウジンズBV系に変換してカラーマグニチュード図（CMD）を構築する。パドヴァの等歳線をフィッティングすることで、星団の年齢と金属量を導出し、それらをWMAPおよびプランクの宇宙論的モデル予測と比較する。その結果、球状星団の年齢と標準宇宙論モデルにおける宇宙の年齢の間に整合性が確認された。

ABSTRACT

We performed the photometric analysis of M2 and M92 globular clusters in g and r bands of SLOAN photometric system. We transformed these g and r bands into BV bands of Johnson-Cousins photometric system and built the color magnitude diagram (CMD). We estimated the age, and metallicity of both the clusters, by fitting Padova isochrones of different age and metallicities onto the CMD. We studied Einstein and de Sitter model, bench mark model, the cosmological parameters by WMAP and Planck surveys. Finally, we compared estimated age of globular clusters to the ages from the cosmological models and cosmological parameters values of WMAP and Planck surveys.

研究の動機と目的

• M2およびM92の球状星団の年齢と金属量を、光度測定データを用いて特定すること。
• 星団の年齢推定値を、宇宙の年齢に関する宇宙論的モデル予測と比較すること。
• WMAPおよびプランク調査からの星族の年齢と宇宙論的パラメータの整合性を評価すること。
• 星の進化モデルと宇宙論的枠組みから導かれる年齢推定値の信頼性を評価すること。

提案手法

• SLOAN光度測定系を用いて、M2およびM92のスローンgおよびrバンドにおける光度解析。
• 等歳線モデルと整合性を保つために、gおよびrの等級をジョンソン＝カウジンズBV光度系に変換する。
• 変換済みの光度測定データからカラーマグニチュード図（CMD）を構築する。
• さまざまな年齢と金属量を持つパドヴァの等歳線を観測されたCMDにフィッティングし、星団の年齢と金属量を導出する。
• 導出された星団の年齢を、アインシュタイン、デ・シッター、WMAP、プランク調査からの宇宙論的モデル予測と比較する。
• 星族の年齢と宇宙論的年齢推定値の整合性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光度測定と等歳線フィッティング解析に基づき、球状星団M2の年齢と金属量は何か？
• RQ2 同じ手法的プロセスを用いて、球状星団M92の年齢と金属量は何か？
• RQ3 M2およびM92の推定年齢は、宇宙論的モデルによる宇宙の予測年齢とどのように比較できるか？

主な発見

• 等歳線フィッティングを用いた結果、球状星団M2の年齢は約125億年と推定された。
• 同じフィッティング手順に基づき、球状星団M92の年齢は約130億年と推定された。
• M2およびM92の推定金属量は、先行研究の既知の値と整合的であり、手法の妥当性が裏付けられた。
• 両星団の推定年齢は、プランク宇宙論的モデルが予測する宇宙の年齢と良好に一致した。
• 本研究では、星族の年齢とWMAPおよびプランク調査からの宇宙論的年齢推定値の整合性が確認された。
• 結果は、等歳線フィッティング手法および現在の宇宙論的モデルが、宇宙の年齢を推定するうえで信頼できるものであることを支持している。