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星系球状星团宇宙年龄:IV. 多个星际 populations

星系天体物理 2026-03-06 v1 宇宙学与河外天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

我们重新审视了从星系球状星团确定宇宙年龄的做法,扩展了前面的分析,通过显式考虑每个星团中存在多个星际 populations的事实。我们使用高质量的Hubble Space Telescope色彩-幅值图(CMD)对69个球状星团进行建模,我们放宽了标准的单population假设,模型化两个具有独立年龄、金属丰度、氦丰度和population比例的星际 populations。通过利用完整的色彩-幅值图形态、对场杂质的显式处理以及传递非高斯年龄后验的层次框架进行推断。允许多个星际 populations对球状星团年龄估计的影响微乎其微。最古老的populations年龄完全与单population假设下获得的年龄相符,差异仅为0.6σ0.6\sigma水平。限于金属贫乏子样本([Fe/H] /p/p lt;1.5lt; -1.5),我们推断出一个占主导地位的古老组分,平均年龄为tGC=13.61±0.25(stat)±0.23(sys)Gyrt_{\rm GC}=13.61\pm0.25\,\mathrm{(stat)}\,\pm0.23 \mathrm{(sys)}\,\mathrm{Gyr}。采用保守的大爆炸与第一个球状星团形成之间的延迟,我们获得宇宙年龄为tU=13.81±0.25(stat)±0.23(sys)Gyrt_{\rm U}=13.81\pm0.25\,\mathrm{(stat)}\,\pm0.23 \mathrm{(sys)}\,\mathrm{Gyr}。除了年龄约束外,我们的分析还同时测量了不同populations的金属丰度和氦含量,包括对氦富化和population比例的约束,这些结果与文献中独立确定的结果一致。这些结果表明,球状星团基于的宇宙年龄测量对星际 populations的复杂性具有鲁棒性,强化了其作为精确且 largely 独立于宇宙模型的宇宙年龄探针的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.04872,
  title  = {The Age of the Universe with Globular Clusters IV: Multiple Stellar Populations},
  author = {David Valcin and Raul Jimenez and Carmela Lardo and Uroš Seljak and Licia Verde},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04872},
  year   = {2026}
}