¡Una estrella pobre en metales ubicada a solo 190 años luz del Sol tiene 14.46 + -0.80 mil millones de años, lo que implica que la estrella es casi tan vieja como el Universo! Esos resultados surgieron de un nuevo estudio dirigido por Howard Bond. Estas estrellas pobres en metales son (super) importantes para los astrónomos porque establecen un límite inferior independiente para la edad del Universo, que puede usarse para corroborar las estimaciones de edad inferidas por otros medios.
En el pasado, los análisis de los cúmulos globulares y la constante de Hubble (tasa de expansión del Universo) arrojaron edades muy diferentes para el Universo, ¡y fueron compensados por miles de millones de años! De ahí la importancia de la estrella (designada HD 140283) estudiada por Bond y sus coautores.
"Dentro de los errores, la edad de HD 140283 no entra en conflicto con la edad del Universo, 13.77 ± 0.06 mil millones de años, según el fondo de microondas y la constante de Hubble, pero debe haberse formado poco después del Big Bang". el equipo anotó.
Las estrellas pobres en metales se pueden usar para restringir la edad del Universo porque el contenido de metal suele ser un indicador de la edad. Los metales más pesados generalmente se forman en explosiones de supernovas, que contaminan el medio interestelar circundante. Posteriormente, las estrellas nacidas de ese medio están más enriquecidas con metales que sus predecesoras, y cada generación sucesiva se enriquece cada vez más. De hecho, HD 140283 exhibe menos del 1% del contenido de hierro del Sol, lo que proporciona una indicación de su edad considerable.
HD 140283 se había utilizado anteriormente para restringir la edad del Universo, pero las incertidumbres vinculadas a su distancia estimada (en ese momento) hicieron que la determinación de la edad fuera algo imprecisa. Por lo tanto, el equipo decidió obtener una distancia nueva y mejorada para HD 140283 utilizando el Telescopio Espacial Hubble (HST), es decir, a través del enfoque de paralaje trigonométrico. La incertidumbre de distancia para HD 140283 se redujo significativamente en comparación con las estimaciones existentes, lo que resulta en una estimación de edad más precisa para la estrella.
El equipo aplicó las últimas pistas evolutivas (básicamente, modelos de computadora que rastrean la evolución de la luminosidad y la temperatura de una estrella en función del tiempo) a HD 140283 y obtuvo una edad de 14.46 + -0.80 mil millones de años (ver figura arriba). Sin embargo, la incertidumbre asociada podría mitigarse aún más aumentando el tamaño de la muestra de estrellas (muy) pobres en metales con distancias precisas, en concierto con la tarea interminable de mejorar los modelos informáticos empleados para delinear la trayectoria evolutiva de una estrella. Un promedio calculado a partir de esa muestra proporcionaría un límite inferior firme para la edad del Universo. La fiabilidad de la edad determinada también depende de determinar con precisión el contenido de metal de la muestra. Sin embargo, es posible que no tengamos que esperar mucho, ya que Don VandenBerg (UVic) transmitió amablemente a Space Magazine para esperar "un artículo ampliado sobre HD 140283 y los otros objetivos [similares] para los que hemos mejorado las paralaje [distancias]".
Como se señaló al principio, los análisis de los cúmulos globulares y la constante de Hubble arrojaron edades muy diferentes para el Universo. De ahí la motivación para Bond et al. Estudio de 2013, cuyo objetivo era determinar una edad para la estrella HD 140283 pobre en metales que podría compararse con las estimaciones de edad existentes para el Universo. Las edades discrepantes se derivaron en parte de las incertidumbres en la escala de distancia cósmica, ya que la determinación de la constante de Hubble se basaba en establecer distancias (precisas) a las galaxias. Las estimaciones históricas para la constante de Hubble oscilaron entre 50 y 100 km / s / Mpc, lo que define una extensión de edad para el Universo de ~ 10 mil millones de años.
La extensión antes mencionada en las estimaciones constantes de Hubble fue ciertamente insatisfactoria, y los astrónomos reconocieron que se necesitaban resultados confiables. Uno de los objetivos clave previstos para HST era reducir las incertidumbres asociadas con la constante de Hubble a <10%, proporcionando así una estimación mejorada para la edad del Universo. Las estimaciones actuales para la constante de Hubble, en relación con los datos de HST, parecen abarcar un rango menor (64-75 km / s / Mpc), con una media que implica una edad cercana a ~ 14 mil millones de años.
La determinación de una edad confiable para las estrellas en los cúmulos globulares también depende de la disponibilidad de una distancia confiable, y el equipo señala que "todavía no está claro si las edades de los cúmulos globulares son compatibles o no con la edad del Universo [predicho a partir de la constante de Hubble y otros medios] ". Los cúmulos globulares establecen un límite inferior para la edad del Universo, y su edad debería ser menor que la inferida de la constante de Hubble (y los parámetros cosmológicos).
En resumen, el estudio reafirma que hay viejas estrellas que deambulan por el vecindario solar que pueden usarse para restringir la edad del Universo (~ 14 mil millones de años). El Sol, en comparación, tiene unos 4.500 millones de años.
Los hallazgos del equipo aparecerán en Astrophysical Journal Letters, y hay una preimpresión disponible en arXiv. Los coautores del estudio son E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer y D. Harmer. El lector interesado que desee información completa encontrará los siguientes trabajos pertinentes: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman y Madore (2010), Tammann y Reindl 2012.
