In che modo 'HD 140283' può essere più vecchio dell'universo?

Gli scienziati hanno saputo della stella HD 140283 , informalmente soprannominata la stella Methuselah, per più di 100 anni, dal momento che attraversa il cielo con una velocità relativamente rapida. La stella si muove a circa 800.000 mph (1,3 milioni di km / h) e percorre la larghezza della luna piena nel cielo ogni 1.500 anni circa, hanno detto i ricercatori. La sua magnitudine apparente è 7.223.

Precedenti ricerche avevano stimato che la cosiddetta "stella della Methuselah" della galassia della Via Lattea abbia fino a 16 miliardi di anni . Questo è un problema, poiché la maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che il Big Bang che ha creato l'universo si è verificato circa 13,8 miliardi di anni fa .

Stime successive mostrano che la stella potrebbe avere 14,5 miliardi di anni (± 0,8 miliardi di anni), che è ancora più vecchia dell'età calcolata dall'universo di circa 13,8 miliardi di anni . Questo è un evidente dilemma.

Come può una stella essere più antica dell'universo stesso?

star universe

— Mohammad Zain Abbas
fonte

Giusto per chiarire, ovviamente non è più vecchio dell'universo. Piuttosto, una o entrambe le nostre stime sono disattivate, come discusso nelle risposte di seguito.

— Leliel,

Un'ottima domanda. Se guardi la voce "età dell'universo" in wikipedia, menziona anche che quelle stelle "più vecchie dell'universo" erano un vero problema per i modelli dell'universo dell'età finita. Se in futuro si verificheranno ulteriori perfezionamenti nell'era della stella / dell'universo, è molto probabile che questo problema si ripresenti e che i modelli attuali vengano invalidati.

— Thorsten S.

Mi sembra (anche se non sono un esperto di come viene determinata l'età stellare), ma se una stella perde massa, forse orbitando attorno a una nana bianca quella stella sembrerebbe più vecchia di quello che è, e il contrario, se una stella si accumula massa, sembrerà più giovane di quanto non sia in realtà. Una stella che orbita attorno a una nana bianca, perde massa ad essa e, quella nana bianca diventa nova, potrebbe spiegare una stella che appare più vecchia dell'universo, ma solo speculando.

— userLTK

Domanda correlata: Età dell'universo rispetto al suo contenuto .

— joeytwiddle,

Domanda molto simile su Physics.SE.

— Warrick,

Risposte:

Non lo è - l'età attuale è una stima. La discrepanza deriva dai tentativi dell'astronomo di misurare pienamente e correttamente gli aspetti della stella, in particolare la sua distanza. Dalla pagina della NASA :

Le nuove stime dell'età di Hubble riducono l'intervallo di incertezza di misura, in modo che l'età della stella si sovrapponga all'età dell'universo - come determinato in modo indipendente dalla velocità di espansione dello spazio, un'analisi del fondo a microonde dal big bang e misurazioni del decadimento radioattivo .

Attualmente, se si tiene conto dell'incertezza, la stima corrente per l'età della stella è di 14,5 +/- 0,8 miliardi di anni o tra 15,3 e 13,7 miliardi di anni - quest'ultima fine della stima si sovrappone al modello attuale dell'età dell'Universo - quindi un modo più corretto di descrivere questa età è che l' HD 140283 abbia almeno 13,7 miliardi di anni secondo questa stima .

Un altro articolo basato su questa stella in Nature - "La stella vicina è vecchia quasi quanto l'Universo ", una squadra ha ridotto l'età a 13,9 +/- 0,7 miliardi di anni, affermando che:

Tenendo conto di questo errore sperimentale, l'età non è in conflitto con l'età dell'Universo, 13,77 miliardi di anni.

più concisamente affermandolo

L'età della stella è quindi di almeno 13,2 miliardi di anni

Senza dubbio sono in corso ulteriori lavori per affinare ulteriormente l'età della stella.

Un'interessante domanda di follow-up sarebbe come la stella si è formata così presto. Per quanto ne so è necessaria la polvere per formare stelle più piccole. E questo deve essere stato a dir poco raro.

— M.Herzkamp,

In questo caso direi che è importante notare che le stime "14,5 +/- 0,8" miliardi di anni e "13,9 +/- 0,7 miliardi di anni" sono (di solito, trovo difficile trovare le specifiche in questi documenti) gli intervalli di confidenza al 95%, vale a dire i limiti tra i quali è probabile al 95% che risieda il valore reale. Ciò significa che esiste una probabilità del 5% che si trovi al di fuori di questi. che è piccolo ma non trascurabile. (Forse non è così che funziona in astronomia ?? Correggimi se sbaglio!)

— Hugh Nolan,

@HughNolan che mi è venuto in mente - ecco perché ho posto l'accento su "in questa stima" - ma gli articoli parlano con un significativo grado di fiducia - come dice David Hammen nella sua eccellente risposta, gli astronomi tendono ad usare almeno 3 sigma - 99,7% di certezza.

Ah, è quello che ottieni per commentare una risposta prima di leggerle tutte! Grazie doc.

— Hugh Nolan,

Qual è l'età massima possibile di una stella? L'età dell'universo è di 13.799 ± 0.021 Gy. Le prime stelle si sono formate all'incirca a circa + 0,2 Gy, quindi siamo scesi a circa 13,58 Gy. HD140283 è 13,9 ± 0,7 Gy. Quindi sì, si adatta, ma con una sovrapposizione piuttosto significativa tra questi due intervalli. Questo non è certo sufficiente a respingere l'ipotesi nulla del genere in nessun campo. La conclusione degli autori secondo cui l'età della stella "non è in conflitto con l'età dell'universo" è quindi non sequitur. In ogni caso, quella stella è probabilmente una stella di prima generazione; estremamente interessante, questo è sicuro!

— Rody Oldenhuis,

Stime successive mostrano che la stella potrebbe avere 14,5 miliardi di anni (± 0,8 miliardi di anni), che è ancora più vecchia dell'età calcolata dall'universo di circa 13,8 miliardi di anni, un evidente dilemma.

Non c'è nessun dilemma. Questo ± 0,8 miliardi di anni è importante. Sottrai 0,8 miliardi di anni da quella cifra di 14,5 miliardi di anni ( successivamente rivista a 14,27 miliardi di anni ) e otterrai 13,7 miliardi di anni, meno dell'età dell'universo. Si noti inoltre che l'incertezza di 0,8 miliardi di anni è l'errore standard o circa una deviazione standard. Quell'età rivista di 14,27 miliardi di anni rende il dilemma essenzialmente inesistente. È più vecchio dell'età stimata dell'universo da 0,4 a 0,5 milioni di anni, e questo non è significativo nemmeno al livello di un sigma.

I fisici delle particelle usano generalmente il livello dei cinque sigma come distinzione tra "quasi certo" e "forse" (ei fisici delle particelle sono riluttanti a pubblicare "maybes"). Gli astronomi usano generalmente un livello di tre sigma. Perfino gli scienziati sociali si oppongono a una deviazione che è meno di un sigma come significativa.

— David Hammen
fonte

Dici che "gli astronomi usano generalmente un livello a tre sigma" ma anche che "l'incertezza di 0,8 miliardi di anni è ... all'incirca una deviazione standard". Quel numero di 0,8 Gyr proviene da questo documento , quindi ... è una deviazione standard o tre?

— dcsohl,

Di solito gli astronomi citano errori di 1 sigma, quindi David sta dicendo che una deviazione di 2 o 3 sigma non è rara. Inoltre, gli astronomi spesso tralasciano errori sistematici perché di solito non sanno quanto siano grandi. Sono tutte le età stellari fuori perché abbiamo lasciato fuori qualcosa nella teoria delle stelle? Ad esempio, effetti di alta rotazione o forti campi magnetici interni, ecc. Lo stesso per l'età dell'universo.

— eshaya,