重访最古老的恒星作为宇宙学探针：哈勃常数的新限制
摘要：宇宙学的近期观测获得了巨大的进展，哈勃常数（$H_0$）的值仍然存在争议（所谓的“哈勃紧张”），这是因为局部/晚期的测量结果与宇宙微波背景所得到的结果不一致。由于宇宙的年龄对$H_0$非常敏感，我们探讨了现今最老的恒星是否能对哈勃常数提供独立的约束。为此，我们从文献中选择了具有准确年龄估计的最古老的物体（球状星团、恒星、白矮星、超弱和矮椭球星系）。在对它们的形成红移（$11 \leq z_{\mathrm{mf}} \leq 30$）采用保守的先验，并假设$ \Omega_{\mathrm{M}} = 0.3 \pm 0.02$ 的情况下，我们采用贝叶斯统计学的方法来估计哈勃常数。我们选择了最古老的物体（>13.3亿年）并对每个物体及均质子样的平均年龄分别估计$H_0$。统计和系统误差都得到了适当的考虑。基于各个年龄的约束表明，在选择最准确的估计时，$H_0<70.6$ km/s/Mpc。如果对每个子样中的年龄进行平均并独立分析，最严格的约束意味着$H_0<73.0$，概率为90.3\%，误差约为2.5 km/s/Mpc。我们还构建了一个“精确度矩阵”，以评估当恒星年龄和$ \Omega_{\mathrm{M}}$ 的准确性进一步提高时对$H_0$约束的影响。结果表明，最古老的恒星具有作为独立和有竞争力的宇宙学探针的巨大潜力，不仅局限于哈勃常数。
作者：Andrea Cimatti, Michele Moresco
论文ID：2302.07899
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-07-19