Como o 'HD 140283' pode ser mais antigo que o universo?

Os cientistas sabem da estrela HD 140283 , informalmente apelidada de estrela Methuselah, há mais de 100 anos, uma vez que ela cruza o céu em um clipe relativamente rápido. A estrela se move a cerca de 1,3 milhão km / h e viaja pela largura da lua cheia no céu a cada 1.500 anos, disseram os pesquisadores. Sua magnitude aparente é 7.223.

Pesquisas anteriores haviam estimado que a chamada "estrela de Methuselah", da Via Láctea, tem até 16 bilhões de anos . Isso é um problema, já que a maioria dos pesquisadores concorda que o Big Bang que criou o universo ocorreu cerca de 13,8 bilhões de anos atrás .

Estimativas posteriores mostram que a estrela pode ter a idade de 14,5 bilhões de anos (± 0,8 bilhão de anos), ainda mais antiga que a idade calculada do universo de 13,8 bilhões de anos . Este é um dilema óbvio.

Como uma estrela pode ser mais velha que o próprio universo?

star universe

— Mohammad Zain Abbas
fonte

Só para esclarecer, obviamente não é mais antigo que o universo. Em vez disso, uma ou ambas as nossas estimativas estão fora, conforme discutido nas respostas abaixo.

— Leliel

Uma pergunta muito boa. Se você observar a entrada "era do universo" na wikipedia, ela também menciona que aquelas estrelas "mais velhas que o universo" eram um problema muito ruim para os modelos de universo de idade finita. Se refinamentos adicionais na idade das estrelas / universo ocorrerem no futuro, é muito possível que esse problema esteja ressuscitando novamente e os modelos atuais sejam invalidados.

— precisa

Parece-me (embora eu não seja um especialista em como a idade estelar é determinada), mas se uma estrela perde massa, talvez orbitando uma anã branca, essa estrela pareceria mais velha do que é e, pelo contrário, se uma estrela se acumular massa, parecerá mais jovem do que realmente é. Uma estrela que orbita uma anã branca perde massa para ela e, essa anã branca se torna nova, pode explicar uma estrela que parece mais antiga que o universo, mas apenas especulando.

— userLTK

Pergunta relacionada: Idade do universo versus seu conteúdo .

— joeytwiddle

Pergunta muito semelhante em Physics.SE.

— Warrick

Respostas:

Não é - a idade atual é uma estimativa. A discrepância vem das tentativas dos astrônomos de medir total e corretamente os aspectos da estrela, particularmente sua distância. Na página da NASA :

As novas estimativas de idade do Hubble reduzem a faixa de incerteza de medição, de modo que a idade da estrela se sobrepõe à idade do universo - conforme determinada independentemente pela taxa de expansão do espaço, uma análise do fundo de microondas do big bang e medidas de decaimento radioativo .

Atualmente, se você considerar a incerteza, a estimativa atual para a idade da estrela é de 14,5 ± 0,8 bilhão de anos ou entre 15,3 e 13,7 bilhões de anos - o último final da estimativa se sobrepõe ao modelo atual da era do Universo. - portanto, uma maneira mais correta de descrever essa idade é que a HD 140283 tem pelo menos 13,7 bilhões de anos por essa estimativa .

Outro artigo baseado nessa estrela da Natureza - "A estrela próxima é quase tão antiga quanto o Universo ", uma equipe reduziu a idade para 13,9 +/- 0,7 bilhões de anos, afirmando que:

Tendo em conta esse erro experimental, a idade não entra em conflito com a idade do Universo, 13,77 bilhões de anos.

mais concisamente afirmando que

A idade da estrela é, portanto, de pelo menos 13,2 bilhões de anos

Sem dúvida, mais trabalhos estão sendo realizados para refinar ainda mais a idade da estrela.

Uma questão interessante de acompanhamento seria como a estrela se formou tão cedo. Até onde eu sei, é necessário poeira para formar estrelas menores. E isso deve ter sido raro, para dizer o mínimo.

— M.Herzkamp

Nesse caso, eu diria que é importante observar que as estimativas de "14,5 ± 0,8" bilhão de anos e "13,9 ± 0,7 bilhões de anos" declaradas são (geralmente, acho difícil encontrar as especificidades nessas documentos) os intervalos de confiança de 95%, ou seja, os limites entre os quais é provável que o valor verdadeiro seja de 95%. Isso significa que existe uma chance de 5% fora dela. que é pequeno, mas não desprezível. (Talvez isso não é como ele funciona na astronomia ?? me corrija se eu estiver errado!)

— Hugh Nolan

@HughNolan que me ocorreu também - é por isso que enfatizo 'nesta estimativa' - mas os artigos falam com um grau significativo de confiança - como David Hammen diz em sua excelente resposta, os astrônomos tendem a usar pelo menos 3 sigma - 99,7% de certeza.

Ah, é isso que você recebe por comentar uma resposta antes de ler todas elas! Obrigado Doc.

— Hugh Nolan

Qual é a idade máxima possível de uma estrela? A idade do universo é 13.799 ± 0.021 Gy. As primeiras estrelas formaram aproximadamente t₀ + 0.2Gy, então reduzimos para cerca de 13.58Gy. HD140283 é 13,9 ± 0,7 Gy. Então, sim, ele se encaixa, mas ainda com uma sobreposição bastante significativa entre esses dois intervalos. Isso certamente não é suficiente para simplesmente descartar a hipótese nula como essa, em qualquer campo. A conclusão dos autores de que a idade da estrela "não entra em conflito com a idade do universo" é, portanto, não sequitur. De qualquer forma, essa estrela é possivelmente uma estrela de primeira geração; extremamente interessante, com certeza!

— Rody Oldenhuis

Estimativas posteriores mostram que a estrela pode ter a idade de 14,5 bilhões de anos (± 0,8 bilhão de anos), ainda mais antiga que a idade calculada do universo de 13,8 bilhões de anos, um dilema óbvio.

Não há dilema. Que ± 0,8 bilhão de anos é importante. Subtraia 0,8 bilhão de anos do valor de 14,5 bilhões de anos ( posteriormente revisado para 14,27 bilhões de anos ) e você terá 13,7 bilhões de anos, menos que a idade do universo. Observe também que essa incerteza de 0,8 bilhões de anos é o erro padrão, ou aproximadamente um desvio padrão. Essa idade revisada de 14,27 bilhões de anos torna o dilema praticamente inexistente. É mais velho que a idade estimada do universo entre 0,4 e 0,5 milhão de anos, e isso não é significativo, mesmo no nível de um sigma.

Os físicos de partículas geralmente usam o nível de cinco sigma como uma distinção entre "quase certo" e "talvez" (e os físicos de partículas relutam em publicar "talvez"). Os astrônomos geralmente usam um nível de três sigma. Até os cientistas sociais considerariam um desvio menor que um sigma como significativo.

— David Hammen
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Você diz que "os astrônomos geralmente usam um nível de três sigma", mas também diz que "a incerteza de 0,8 bilhões de anos é ... aproximadamente um desvio padrão". Esse número de 0,8 Gyr vem deste artigo , então ... esse é um desvio padrão ou três?

— dcsohl

Normalmente, os astrônomos citam erros de 1 sigma, então David está dizendo que um desvio de 2 ou 3 sigma não é incomum. Além disso, os astrônomos costumam deixar de lado os erros sistemáticos porque geralmente não sabem quão grandes são. Todas as idades estelares estão fora porque deixamos de lado algo na teoria das estrelas? Por exemplo, efeitos de alta rotação ou fortes campos magnéticos internos, etc. O mesmo para a idade do universo.

— eshaya