O stea săracă din metal situată la doar 190 de ani lumină de la Soare are 14,46 + -0,80 miliarde de ani, ceea ce presupune că steaua este aproape la fel de veche ca Universul! Aceste rezultate au apărut dintr-un nou studiu condus de Howard Bond. Astfel de stele sărace din metal sunt (super) importante pentru astronomi, deoarece stabilesc o limită inferioară independentă pentru vârsta Universului, care poate fi folosită pentru a corobora estimările de vârstă deduse prin alte mijloace.
În trecut, analizele clusterelor globulare și constantei Hubble (rata de expansiune a Universului) au dat vârste mult diferite pentru Univers și au fost compensate de miliarde de ani! De aici importanța vedetei (desemnată HD 140283) studiată de Bond și coautorii săi.
„În cadrul erorilor, vârsta HD 140283 nu intră în conflict cu vârsta Universului, 13,77 ± 0,06 miliarde de ani, bazată pe fundalul cu microunde și pe constanta Hubble, dar trebuie să se formeze la scurt timp după big bang.” echipa a remarcat.
Stelele sărace din metal pot fi folosite pentru a restrânge vârsta Universului, deoarece conținutul de metale este de obicei un proxy pentru vârstă. Metalele mai grele se formează, în general, în explozii de supernove, care poluează mediul interstelar din jur. Stelele născute ulterior din acel mediu sunt mai îmbogățite cu metale decât predecesorii lor, fiecare generație succesivă devenind tot mai îmbogățită. Într-adevăr, HD 140283 prezintă mai puțin de 1% conținutul de fier al Soarelui, ceea ce oferă o indicație a vârstei sale mari.
HD 140283 a fost folosit anterior pentru a restrânge vârsta Universului, dar incertitudinile legate de distanța estimată (la acel moment) au făcut ca determinarea vârstei să fie oarecum imprecisă. Prin urmare, echipa a decis să obțină o distanță nouă și îmbunătățită pentru HD 140283 folosind Telescopul Spațial Hubble (HST), și anume prin abordarea parallaxului trigonometric. Incertitudinea la distanță pentru HD 140283 a fost redusă semnificativ în comparație cu estimările existente, rezultând astfel o estimare de vârstă mai precisă pentru stea.
Echipa a aplicat cele mai recente piese evolutive (practic, modele de computer care urmăresc luminozitatea și evoluția temperaturii unei stele în funcție de timp) la HD 140283 și au dat o vârstă de 14,46 + -0,80 miliarde de ani (a se vedea figura de mai sus). Cu toate acestea, incertitudinea asociată ar putea fi atenuată și mai mult, prin creșterea dimensiunii eșantionului de stele (foarte) sărace din metal, cu distanțe precise, în concordanță cu sarcina infinite de îmbunătățire a modelelor de calculator folosite pentru a delimita piesa evolutivă a unei stele. O medie calculată din eșantionul ar furniza o limită inferioară fermă pentru vârsta Universului. Încrederea vârstei determinate depinde, de asemenea, de determinarea precisă a conținutului metalic al eșantionului. Cu toate acestea, este posibil să nu mai fim nevoiți să așteptăm mult, întrucât Don VandenBerg (UVic) a trimis cu drag la Space Magazine „un articol extins pe HD 140283 și celelalte ținte [similare] pentru care am îmbunătățit paralaxele [distanțe]”.
După cum s-a menționat la început, analizele grupurilor globulare și constanta Hubble au dat vârste mult diferite pentru Univers. De aici motivarea pentru Bond și colab. Studiu din 2013, care a urmărit să stabilească o vârstă pentru steaua săracă în metal HD 140283, care ar putea fi comparată cu estimările de vârstă existente pentru Univers. Vârstele discrepante au provenit parțial din incertitudinile scării distanței cosmice, deoarece determinarea constantei Hubble s-a bazat pe stabilirea distanțelor (exacte) față de galaxii. Estimările istorice pentru constanta Hubble variau între 50-100 km / s / Mpc, ceea ce definește o răspândire a vârstei pentru Univers de ~ 10 miliarde de ani.
Răspândirea menționată anterior în estimările constante Hubble a fost cu siguranță nesatisfăcătoare, iar astronomii au recunoscut că au fost necesare rezultate fiabile. Unul dintre obiectivele cheie avute în vedere pentru HST a fost reducerea incertitudinilor asociate constantei Hubble la <10%, oferind astfel o estimare îmbunătățită pentru vârsta Universului. Estimările actuale pentru constanta Hubble, legată de datele HST, par să se extindă într-un interval mai mic (64-75 km / s / Mpc), cu o medie de aproximativ 14 miliarde de ani.
Determinarea unei vârste fiabile pentru stele în grupuri globulare este, de asemenea, dependentă de disponibilitatea unei distanțe de încredere, iar echipa observă că „nu este încă clar dacă vârstele globului globular sunt sau nu compatibile cu vârsta Universului [prevăzută de constanta Hubble și alte mijloace] ”. Grupurile globulare stabilesc o limită mai mică la vârsta Universului, iar vârsta lor ar trebui să fie mai mică decât cea dedusă din constanta Hubble (și parametrii cosmologici).
În concluzie, studiul reafirmă faptul că există stele vechi care cutreieră cartierul solar care poate fi folosit pentru a restricționa vârsta Universului (~ 14 miliarde de ani). Soarele, în comparație, are o vechime de circa 4,5 miliarde de ani.
Rezultatele echipei vor apărea în Astrophysical Journal Letters, iar o preimprimare este disponibilă pe arXiv. Coautorii studiului sunt E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer și D. Harmer. Cititorul interesat care dorește informații complete va găsi următoarele lucrări pertinente: Pont și colab. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
