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Dopotutto, la stella di Matusalemme non è più antica dell'Universo. Ma è ancora piuttosto vecchio.

• 2024

Ci sono momenti nella scienza in cui ottieni un risultato che sai essere sbagliato, ma non lo sai perché . Questo può portare ad alcune supposizioni interessanti e molte volte a una scienza molto interessante.

Come, per esempio, quando trovi una stella che sembra essere, ehm, più vecchia dell'Universo.

Tale è HD 140283, una stella simile al Sole che si trova a 200 anni luce dalla Terra, abbastanza vicina come vanno le stelle. È noto da tempo per essere un tipo speciale di stella, uno che diciamo è a bassa metallicità.

il mago in piedi

In poche parole, l'Universo primordiale era principalmente idrogeno ed elio , ed elementi più pesanti (quello che gli astronomi chiamano metalli per ragioni storiche) non hanno iniziato a comparire fino a quando le stelle massicce non le hanno fatte nel loro nucleo, sono esplose e le hanno mandate nello spazio per essere incorporate nelle stelle più nuove.

Ciò significa che le stelle più vecchie tendono ad avere meno elementi pesanti al loro interno e le stelle più giovani ne hanno di più. Usiamo il Sole come standard, perché no. In questa misura, HD 140283 ha una metallicità 1/250^ns(0,004) quello del Sole!

È estremamente vecchio, il che implica un'età molto avanzata per questa stella. Altre misurazioni sembrano rafforzarlo, motivo per cui è stato soprannominato la stella di Matusalemme. Una misurazione, utilizzando Hubble nel 2013 , calcola la sua età a circa 14,5 ± 0,8 miliardi di anni.

Questo è un po' un problema. L'Universo ha solo 13,77 ± 0,04 miliardi di anni . Questa stella è più vecchia dell'Universo?

HD 140283, la stella di Matusalemme, vista in un rilevamento del cielo. Credito: NASA/GSFC/SkyView/DSS2

Bene, pompa i freni qui. Le incertezze in quei numeri (la parte ±) hanno molto peso. 14,5 – 0,8 = 13,7, quindi è del tutto possibile che l'età della stella sia inferiore al previsto. Non c'è nessun astronomo sul pianeta, scommetto, che pensa che la stella sia in realtà più vecchia dell'Universo stesso! Naturalmente, se guardi troverai molti articoli che esagerano la sua età, e alcuni da siti meno affidabili che dicono che HD 140283 proviene da un Universo precedente che è sopravvissuto al nostro attraverso il Big Bang. Come funziona esattamente non è chiaro (perché è una scienza a livello di Terra piatta).

Il problema è ridurre le incertezze. Una cosa che aiuta è ottenere la distanza, in modo che sappiamo quanto è veramente luminosa (possiamo misurare la luminosità qui sulla Terra, e poi correggere la distanza sapere quanta luce sta effettivamente emettendo, chiamata luminosità ). I recenti progressi hanno aiutato qui, quindi un gruppo di astronomi ha affrontato ancora una volta questa stella . Usando le migliori misurazioni fino ad oggi, hanno usato un software che crea modelli di come le stelle cambiano nel tempo date le loro proprietà di base come massa, luminosità, contenuto elementare (questo è fondamentale qui, a causa del basso contenuto di metallo della stella), e così sopra.

Quello che hanno scoperto è che la massa della stella è 0,81 ± 0,05 volte quella del Sole, e la sua età è (rullo di tamburi per favore)... 12,01 ± 0,05 miliardi di anni.

Ahhh, così va meglio. Confortevolmente più giovane del cosmo, e quindi formato dopo il big Bang.

Ma sì, è ancora veramente dannatamente vecchio. Il Sole ha 4,6 miliardi di anni , per confronto. La stessa galassia della Via Lattea ha circa 12 miliardi di anni, il che significa che questa è stata una delle primissime stelle a nascervi, forse anche mentre la galassia stessa si stava formando. È stupefacente.

Data la sua età avanzata, non è una sorpresa che la star stia morendo. È da un po' che sta esaurendo l'idrogeno nel suo nucleo e sta iniziando ad espandersi in una gigante rossa . Al momento quel processo è appena iniziato, quindi è quello che chiamiamo a subgigante . È già circa il doppio del diametro del Sole e alla fine si gonfierà ancora un po'. Dopodiché subirà un lungo processo di perdita di massa attraverso un vento di particelle subatomiche, si restringerà, si espanderà di nuovo e alla fine soffierà via tutti i suoi strati esterni per diventare una nana bianca a bassa massa. A quel punto si raffredderà, svanendo nel corso di più miliardi di anni per diventare una nana nera. Il tempo che ci vorrà è in realtà molto più lungo di quanto sia già stato vivo, quindi in questo senso ha un futuro molto, molto lungo davanti a sé.

Quindi sembra che il paradosso dell'età cosmica della Stella di Matusalemme sia ora risolto.

Come potrebbe apparire la stella di Matusalemme da vicino (rappresentazione dell'artista). Credito: NASA, SDO e il team AIA . Modificato da Phil Plait

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Ma, noterò, è improbabile che sia la stella più antica della galassia. La Via Lattea è larga 120.000 anni luce , quindi quali sono le probabilità che la stella più vecchia si trovi a 200 anni luce di distanza? Si dà il caso che sia abbastanza vicino da poterlo studiare bene, e la distanza implica che ci siano molte più stelle simili, e forse più vecchie, nella galassia, una delle prime generazioni di stelle nell'Universo. Trovarli e analizzarli contribuirà alla nostra comprensione di come si comportano questi antichi abitanti stellari.

Le stelle sono vecchie, ma il giorno è ancora giovane. C'è molto altro là fuori da trovare e studiare.