[论文解读] 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 3

一句话总结

本研究利用斯隆g和r波段的测光数据估算球状星团M2和M92的年龄，将数据转换至约翰逊-库欣BV系统，并构建颜色-星等图（CMD）。通过拟合Padova等龄线，推导出星团的年龄和金属量，随后与WMAP和Planck的宇宙学模型预测进行比较，发现球状星团的年龄与标准宇宙学模型中宇宙的年龄一致。

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.

研究动机与目标

• 利用测光数据确定球状星团M2和M92的年龄和金属量。
• 将星团年龄估计值与宇宙学模型预测的宇宙年龄进行比较。
• 评估恒星族年龄与WMAP和Planck巡天所得宇宙学参数之间的一致性。
• 评估基于恒星演化模型和宇宙学框架推导出的年龄估计的可靠性。

提出的方法

• 使用SLOAN测光系统对M2和M92在斯隆g和r波段进行测光分析。
• 将g和r星等转换至约翰逊-库欣BV测光系统，以与等龄线模型保持一致。
• 基于转换后的测光数据构建颜色-星等图（CMD）。
• 将不同年龄和金属量的Padova等龄线拟合至观测到的CMD，以推导星团的年龄和金属量。
• 将推导出的星团年龄与爱因斯坦、德西特、WMAP和Planck巡天的宇宙学模型预测进行比较。
• 评估恒星族年龄与宇宙学年龄估计之间的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于测光和等龄线拟合分析，球状星团M2的年龄和金属量是多少？
• RQ2 使用相同的方法论，球状星团M92的年龄和金属量是多少？
• RQ3 M2和M92的估计年龄与宇宙学模型预测的宇宙年龄相比如何？

主要发现

• 通过将等龄线拟合至CMD，估算出球状星团M2的年龄约为125亿年。
• 基于相同的拟合程序，估算出球状星团M92的年龄约为130亿年。
• M2和M92的推导金属量与先前研究已知值一致，验证了该方法的可靠性。
• 两个星团的估计年龄与Planck宇宙学模型预测的宇宙年龄高度一致。
• 本研究证实了恒星族年龄与WMAP和Planck巡天所得宇宙学年龄估计之间的一致性。
• 结果支持等龄线拟合技术以及当前宇宙学模型在估算宇宙年龄方面的可靠性。