[논문 리뷰] Age Estimates of Universe: from Globular Clusters to Cosmological Models and Probes

Hira Fatima, Muzammil Mushtaq외 1명|arXiv (Cornell University)|2016. 09. 08.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 13인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 스ローン g 및 r 대역의 광도 데이터를 사용하여 병렬은하단 M2와 M92의 연령을 추정하고, 이를 존슨-카우신스 BV 체계로 변환하여 색-등급도도(CMD)를 구성한다. 패도바 등온선을 적합시켜 은하단의 연령과 금속성을 도출한 후, WMAP 및 플랑크의 천체역학 모델 예측과 비교하여, 은하단 연령과 표준 천체역학 모델에서의 우주의 연령 간 일치를 확인한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 스ローン g 및 r 대역의 광도 데이터를 사용하여 은하단 M2와 M92의 연령과 금속성을 추정한다.
• 은하단 연령 추정치를 천체역학 모델에서 예측한 우주의 연령과 비교한다.
• WMAP 및 플랑크 조사에서 도출된 별집단 연령과 천체역학 파rameter 간의 일관성을 평가한다.
• 별진화 모델과 천체역학 프레임워크에서 유도된 연령 추정치의 신뢰성을 평가한다.

제안 방법

• 스ローン 광도계를 사용하여 M2와 M92의 광도 분석을 수행한다.
• 등온선 모델과의 일관성을 확보하기 위해 g 및 r 등급을 존슨-카우신스 BV 광도계로 변환한다.
• 변환된 광도 데이터로부터 색-등급도도(CMD)를 구성한다.
• 다양한 연령과 금속성을 가진 패도바 등온선을 관측된 CMD에 적합시켜 은하단의 연령과 금속성을 도출한다.
• 유도된 은하단 연령을 아인슈타인, 드 시터, WMAP, 플랑크 조사에서의 천체역학 모델 예측과 비교한다.
• 별집단 연령과 천체역학 연령 추정치 간의 일관성을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 광도 측정과 등온선 적합 분석을 통해 은하단 M2의 연령과 금속성은 무엇인가?
• RQ2 동일한 방법론적 접근을 사용하여 은하단 M92의 연령과 금속성은 무엇인가?
• RQ3 M2와 M92의 추정 연령은 천체역학 모델에서 예측한 우주의 연령과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 색-등급도도에 대한 등온선 적합을 통해 은하단 M2의 연령은 약 125억 년으로 추정되었다.
• 동일한 적합 절차를 통해 은하단 M92의 연령은 약 130억 년으로 추정되었다.
• M2와 M92의 유도된 금속성은 이전 연구에서 알려진 값과 일치하여 방법의 타당성을 검증하였다.
• 두 은하단의 추정 연령은 플랑크 천체역학 모델에서 예측한 우주의 연령과 양호한 일치를 보였다.
• 이 연구는 별집단 연령과 WMAP 및 플랑크 조사에서 도출된 천체역학 연령 추정치 간의 일관성을 확인하였다.
• 결과는 등온선 적합 기법과 현재의 천체역학 모델이 우주의 연령을 추정하는 데 있어 신뢰할 수 있음을 지지한다.