球状星团M4的年龄与质量函数：对近期HST深度观测的不同解读

2001年，利用HST上的WFPC2通过F606W和F814W滤光片对银河系球状星团M4（NGC 6121）进行了极深成像。该数据集的首个已发表分析（Richer et al. 2002）得出M4的年龄为12.7 ± 0.7 Gyr（Hansen et al. 2002），从而为宇宙年龄设定了一个稳健的下限。鉴于准确获取这一数值具有重大的天文学意义，我们对同一数据集进行了尽可能简单的测光分析，完全避免了关于探测源起源的不确定假设。该分析清晰地揭示了一条纤细的主序带，由此可推导出迄今为球状星团确定的、统计上最完整的深部质量函数；以及一条白矮星序列，该序列一直延伸到I~27处的5σ探测极限。白矮星序列恰好在此极限处突然终止，这与探测统计的预期相符。利用我们最新的理论白矮星模型（Prada Moroni & Straniero 2002）来获取观测波段中不同年龄对应的预期白矮星序列，我们发现目前获得的数据并未达到白矮星光度函数的峰值，因此只能为M4的年龄设定一个约9 Gyr的下限。因此，以宇宙学上显著的精度确定球状星团绝对年龄以及球状星团形成起始时间的问题仍然完全悬而未决。只有比目前获得的极限深数个星等的观测才能让我们接近这一目标。