Una stella povera di metallo situata a soli 190 anni luce dal Sole ha 14,46 + -0,80 miliardi di anni, il che implica che la stella è vecchia quasi quanto l'Universo! Questi risultati sono emersi da un nuovo studio condotto da Howard Bond. Tali stelle povere di metalli sono (super) importanti per gli astronomi perché stabiliscono un limite inferiore indipendente per l'età dell'Universo, che può essere utilizzato per confermare stime dell'età inferite con altri mezzi.
In passato, le analisi dei cluster globulari e della costante di Hubble (tasso di espansione dell'Universo) hanno prodotto epoche molto diverse per l'Universo e sono state compensate da miliardi di anni! Da qui l'importanza della stella (designata HD 140283) studiata da Bond e dai suoi coautori.
"All'interno degli errori, l'età di HD 140283 non è in conflitto con l'età dell'Universo, 13,77 ± 0,06 miliardi di anni, basata sullo sfondo delle microonde e sulla costante di Hubble, ma deve essersi formata subito dopo il big bang." il team ha osservato.
Le stelle povere di metalli possono essere utilizzate per limitare l'età dell'Universo perché il contenuto di metallo è in genere un proxy per l'età. I metalli più pesanti si formano generalmente nelle esplosioni di supernova, che inquinano il mezzo interstellare circostante. Le stelle successivamente nate da quel mezzo sono più arricchite di metalli rispetto ai loro predecessori, con ogni generazione successiva sempre più arricchita. Infatti, HD 140283 mostra meno dell'1% del contenuto di ferro del Sole, il che fornisce un'indicazione della sua età considerevole.
La HD 140283 era stata precedentemente utilizzata per limitare l'età dell'Universo, ma le incertezze legate alla sua distanza stimata (a quel tempo) rendevano la determinazione dell'età in qualche modo imprecisa. Il team ha quindi deciso di ottenere una distanza nuova e migliorata per l'HD 140283 utilizzando l'Hubble Space Telescope (HST), in particolare tramite l'approccio della parallasse trigonometrica. L'incertezza della distanza per HD 140283 è stata significativamente ridotta rispetto alle stime esistenti, risultando in una stima dell'età più precisa per la stella.
Il team ha applicato le ultime tracce evolutive (fondamentalmente, modelli di computer che tracciano la luminosità di una stella e l'evoluzione della temperatura in funzione del tempo) su HD 140283 e ha ottenuto un'età di 14,46 + -0,80 miliardi di anni (vedi figura sopra). Tuttavia, l'incertezza associata potrebbe essere ulteriormente mitigata aumentando la dimensione del campione di stelle (molto) povere di metalli con distanze precise, di concerto con il compito incessante di migliorare i modelli di computer impiegati per delineare il percorso evolutivo di una stella. Una media calcolata da quel campione fornirebbe un limite inferiore per l'età dell'Universo. Anche l'affidabilità dell'età determinata dipende dalla determinazione accurata del contenuto di metallo del campione. Tuttavia, potremmo non dover aspettare a lungo, poiché Don VandenBerg (UVic) ha gentilmente comunicato allo Space Magazine di aspettarsi "un articolo ampliato su HD 140283 e gli altri obiettivi [simili] per i quali abbiamo migliorato la parallasse [distanze]".
Come notato all'inizio, le analisi dei cluster globulari e della costante di Hubble hanno prodotto epoche molto diverse per l'Universo. Da qui la motivazione per Bond et al. Studio del 2013, che mirava a determinare un'età per la stella povera di metallo HD 140283 che poteva essere confrontata con le stime di età esistenti per l'Universo. Le età discrepanti derivavano in parte dalle incertezze nella scala della distanza cosmica, poiché la determinazione della costante di Hubble si basava sullo stabilire distanze (accurate) alle galassie. Le stime storiche per la costante di Hubble variavano tra 50 e 100 km / s / Mpc, il che definisce una diffusione per l'Universo di circa 10 miliardi di anni.
La suddetta diffusione nelle stime delle costanti di Hubble era certamente insoddisfacente e gli astronomi hanno riconosciuto la necessità di risultati affidabili. Uno degli obiettivi chiave previsti per l'HST era di ridurre le incertezze associate alla costante di Hubble a <10%, fornendo così una stima migliorata per l'età dell'Universo. Le stime attuali per la costante di Hubble, come legate ai dati dell'HST, sembrano estendersi a un intervallo inferiore (64-75 km / s / Mpc), con una media che implica un'età vicina a ~ 14 miliardi di anni.
Determinare un'età affidabile per le stelle negli ammassi globulari è parimenti dipendente dalla disponibilità di una distanza affidabile, e il team nota che "non è ancora chiaro se le età dei cluster globulari siano o meno compatibili con l'età dell'Universo [previsto dalla costante di Hubble e altri mezzi]. " I cluster globulari fissano un limite inferiore all'età dell'Universo e la loro età dovrebbe essere inferiore a quella inferita dalla costante di Hubble (e parametri cosmologici).
In sintesi, lo studio ribadisce che ci sono vecchie stelle che vagano nel quartiere solare che possono essere utilizzate per limitare l'età dell'Universo (~ 14 miliardi di anni). Il Sole, al confronto, ha ~ 4,5 miliardi di anni.
I risultati del team appariranno nelle lettere astrofisiche del diario e una prestampa è disponibile su arXiv. I coautori dello studio sono E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer e D. Harmer. Il lettore interessato che desidera informazioni complete troverà pertinenti le seguenti opere: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
