Неподалік від центру Чумацького Шляху, за щільними хмарами міжзоряного пилу, розташоване кулясте скупчення, майже таке ж давнє, як сам Всесвіт. Астрономи вперше розгледіли в ньому зорі, за якими вдалося виміряти, як далеко воно розташоване і скільки йому років. Його орбіта повністю пролягає в центральній області Галактики. Найімовірніше, скупчення не потрапило в Чумацький Шлях ззовні, а сформувалося в ньому самому і може виявитися найстарішим у нашій зоряній системі.
Майже ровесник Всесвіту
Скупченню VVV CL001 приблизно 13,4 мільярда років, і статистична похибка цього вимірювання становить 400 мільйонів у кожен бік. Всесвіту, за сучасними оцінками, 13,8 мільярда. Скупчення майже втричі старше за Сонце, якому близько 4,6 мільярда років.
Кулясті скупчення належать до найдавніших об’єктів Галактики. Тому вік найстарішого з них показує, скільки років щонайменше Галактиці й Всесвіту. Для VVV CL001 ця оцінка майже збігається з віком Всесвіту, який визначають іншими методами.
Автори визнають, що до похибки слід додати ще близько мільярда років через неточність відстані. А якщо взяти оцінку відстані з дослідження, опублікованого в Astronomy & Astrophysics на початку 2026 року, близько 23 тисяч світлових років, скупченню виходить 13,7 мільярда років, майже стільки ж, скільки Всесвіту.
Сховане за пилом
Скупчення відкрили 2010 року під час інфрачервоного огляду неба VISTA Variables in the Vía Láctea, а підтвердили лише 2019-го. Міжзоряний пил послаблює видиме світло від нього приблизно в п’ять тисяч разів, тому досі об’єкт вивчали майже виключно в інфрачервоному діапазоні.
Скупчення ще й невелике та тьмяне, а змінних зір типу RR Ліри, за якими зазвичай вимірюють відстані, у ньому не знайшли. Через це відстань знали з похибкою щонайменше в 3 тисячі світлових років. А від неї залежало, якою вийде орбіта скупчення навколо центру Галактики. Воно наближається до нас зі швидкістю 325 кілометрів на секунду, а зорі довкола рухаються зовсім інакше. Залежно від прийнятої відстані, за розрахунками, скупчення то лишалося в центральній області, то виходило за її межі.
Як виміряли вік
Зорі кулястого скупчення утворилися майже одночасно, але масивніші еволюціонують швидше. Коли водень у ядрі вичерпується, зоря сходить з головної послідовності, тобто з етапу стабільного термоядерного синтезу, і місце, де це відбувається на діаграмі зір, називають точкою повороту.
Що старше скупчення, то менш масивні й тьмяніші зорі вже дійшли до точки повороту, тому її положення на діаграмі показує вік. А в ядрах зір горизонтальної гілки гелій уже перетворюється на вуглець, і всі вони світять майже однаково яскраво, тож за їхнім видимим блиском визначають відстань.
Команда Хуліо Олівареса Карвахаля з Астрономічної обсерваторії Каподімонте використала інфрачервоні знімки телескопа Magellan Baade в Чилі і космічного Hubble. Справжніх членів скупчення відокремили від сторонніх зір за спільним рухом небом, порівнявши кадри, між якими минуло майже 13 років, а допоміг у цьому алгоритм машинного навчання. Так знайшли 155 зір, серед яких уперше трапилися і ті, що перебувають у точці повороту, і зорі горизонтальної гілки.
Відстань вийшла близько 24 тисяч світлових років з похибкою приблизно 1,5 тисячі, і такої точності досі не досягав ніхто. Статтю прийняли до друку в рецензованому журналі Astronomy & Astrophysics, а її препринт доступний на arXiv.
Народжене в центрі Галактики
За уточненою орбітою скупчення не віддаляється від галактичного центру більше ніж на 7 тисяч світлових років. Заліза в його зорях приблизно в 160 разів менше, ніж у Сонці, а що менше елементів, важчих за гелій, то раніше, як правило, сформувалося скупчення. Усе це вказує, що VVV CL001, найімовірніше, народилося в центральній області Галактики, а не потрапило туди з поглиненої карликової галактики. Як пише Phys.org, якщо це справді так і скупчення настільки старе, доведеться переглянути вік Галактики, а можливо, й Всесвіту.
Остаточно перевірити походження скупчення команда планує спектроскопією високої роздільності, яка покаже вміст різних хімічних елементів у його зорях. Нові оптичні спостереження мають охопити тьмяніші зорі горизонтальної гілки, яких на нинішніх знімках не видно.
