Uma estrela pobre em metal localizada a apenas 190 anos-luz do Sol tem 14,46 + -0,80 bilhões de anos, o que implica que a estrela tem quase a mesma idade que o Universo! Esses resultados surgiram de um novo estudo liderado por Howard Bond. Tais estrelas pobres em metal são (super) importantes para os astrônomos, porque estabelecem um limite inferior independente para a idade do Universo, que pode ser usado para corroborar as estimativas de idade inferidas por outros meios.
No passado, as análises de aglomerados globulares e a constante de Hubble (taxa de expansão do Universo) produziram idades muito diferentes para o Universo, e foram compensadas por bilhões de anos! Daí a importância da estrela (designada HD 140283) estudada por Bond e seus co-autores.
"Dentro dos erros, a idade da HD 140283 não entra em conflito com a idade do Universo, 13,77 ± 0,06 bilhões de anos, com base no fundo de microondas e na constante de Hubble, mas deve ter se formado logo após o big bang." a equipe observou.
Estrelas pobres em metal podem ser usadas para restringir a idade do Universo, porque o conteúdo de metal é normalmente um proxy para a idade. Metais mais pesados são geralmente formados em explosões de supernovas, que poluem o meio interestelar circundante. Estrelas nascidas posteriormente desse meio são mais enriquecidas com metais do que seus predecessores, com cada geração sucessiva cada vez mais enriquecida. De fato, o HD 140283 exibe menos de 1% do teor de ferro do Sol, o que fornece uma indicação de sua idade considerável.
O HD 140283 havia sido usado anteriormente para restringir a idade do Universo, mas as incertezas ligadas à sua distância estimada (na época) tornaram a determinação da idade um tanto imprecisa. Portanto, a equipe decidiu obter uma distância nova e aprimorada para o HD 140283 usando o Telescópio Espacial Hubble (HST), nomeadamente através da abordagem de paralaxe trigonométrica. A incerteza da distância para HD 140283 foi significativamente reduzida em comparação com as estimativas existentes, resultando em uma estimativa de idade mais precisa para a estrela.
A equipe aplicou as últimas faixas evolutivas (basicamente, modelos de computador que traçam a evolução da luminosidade e da temperatura de uma estrela em função do tempo) na HD 140283 e derivou uma idade de 14,46 + -0,80 bilhões de anos (veja a figura acima). No entanto, a incerteza associada poderia ser ainda mais atenuada aumentando o tamanho da amostra de estrelas (muito) pobres em metais com distâncias precisas, em conjunto com a tarefa interminável de melhorar os modelos de computador empregados para delinear a trilha evolutiva de uma estrela. Uma média calculada a partir dessa amostra forneceria um limite inferior firme para a idade do Universo. A confiabilidade da idade determinada também depende da determinação precisa do conteúdo de metal da amostra. No entanto, talvez não tenhamos que esperar muito, como Don VandenBerg (UVic) gentilmente retransmitiu à Space Magazine para esperar, “um artigo expandido sobre HD 140283 e outros alvos [semelhantes] para os quais aprimoramos paralaxes [distâncias]”.
Como observado no início, as análises de aglomerados globulares e a constante de Hubble produziram idades muito diferentes para o Universo. Daí a motivação para Bond et al. Estudo de 2013, que teve como objetivo determinar uma idade para a estrela pobre em metal HD 140283 que poderia ser comparada com as estimativas de idade existentes para o Universo. As idades discrepantes resultaram em parte de incertezas na escala de distância cósmica, pois a determinação da constante de Hubble dependia do estabelecimento de distâncias (precisas) das galáxias. As estimativas históricas para a constante Hubble variaram de 50 a 100 km / s / Mpc, o que define uma propagação de idade para o Universo de aproximadamente 10 bilhões de anos.
A disseminação acima mencionada nas estimativas constantes do Hubble foi certamente insatisfatória, e os astrônomos reconheceram que eram necessários resultados confiáveis. Um dos principais objetivos previstos para o HST era reduzir as incertezas associadas à constante de Hubble para <10%, fornecendo uma estimativa melhorada para a idade do Universo. As estimativas atuais para a constante Hubble, conforme vinculadas aos dados do HST, parecem abranger um intervalo menor (64-75 km / s / Mpc), com a média implicando uma idade próxima a ~ 14 bilhões de anos.
A determinação de uma idade confiável para estrelas em aglomerados globulares também depende da disponibilidade de uma distância confiável, e a equipe observa que “ainda não está claro se as idades dos aglomerados globulares são compatíveis ou não com a idade do Universo [predito da constante Hubble e outros meios]. " Aglomerados globulares estabelecem um limite mais baixo para a idade do Universo, e sua idade deve ser menor do que a deduzida da constante de Hubble (& parâmetros cosmológicos).
Em suma, o estudo reafirma que existem velhas estrelas percorrendo a vizinhança solar que podem ser usadas para restringir a idade do Universo (~ 14 bilhões de anos). O Sol, em comparação, tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos.
As descobertas da equipe aparecerão no Astrophysical Journal Letters, e uma pré-impressão está disponível no arXiv. Os co-autores do estudo são E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer e D. Harmer. O leitor interessado que desejar informações completas encontrará os seguintes trabalhos pertinentes: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
