PIU' VECCHIO L'UNIVERSO O LE STELLE?

 

Come può una stella essere più vecchia dell'universo?

 
Ecco un'altro affascinante mistero spaziale: se è stato stabilito dagli scienziati che l'universo ha 13,8 miliardi di anni, come può una stella avere più di 14 miliardi di anni?
Ancora una volta Cosmo Academy attraverso le magnifiche immagini di Digital Sky Survey vi accompagna alla scoperta di una stella che è stata datata dagli astronomi circa 14,5 miliardi di anni di età. E' stata soprannominata stella di Methuselah, (Matusalemme) HD 140283 ed è distante 190,1 anni luce. Di fatto questa stella sarebbe più antica dell'universo) di 800 milioni di anni. 
(Immagine: © Digitized Sky Survey (DSS), STScI / AURA, Palomar / Caltech e UKSTU / AAO)
 
Per più di 100 anni, gli astronomi hanno osservato una stella curiosa situata a circa 190 anni luce dalla Terra nella costellazione della Bilancia. Attraversa rapidamente il cielo a 1,3 milioni di chilometri all'ora. Quindi HD 140283 - o Methuselah come è comunemente nota - sembrerebbe anche una delle stelle più antiche conosciute dell'universo ma non sappiamo se è l'unica o ne esistono anche di più antiche. Questo ovviamente potrebbe mettere in dubbio l' età stessa dell'universo.
 
 

The Methuselah Star: La più vecchia stella conosciuta si è  rivelata 

 
Il mistero si fa più fitto poichè l'età apparente della stella ha sollevato un enorme problema. Come può una stella essere più vecchia dell'universo che l'avrebbe creata? O, al contrario, come potrebbe l'universo essere più giovane?  Lo stesso soprannome legato a Matusalemme è stato dato in riferimento a un patriarca biblico che si dice fosse morto all'età di 969 anni, rendendolo la vita più lunga di tutte le figure della Bibbia. L'età della stella è stata presa in considerazione del fatto il subgiante povero di metalli è prevalentemente fatto di idrogeno ed elio e contiene pochissimo ferro. E pensate che all'inizio quando è stata scoperta si pensava che fosse vecchia addiritttura di 16 miliardi di anni. La sua composizione significa che la stella deve essere nata prima che il ferro diventasse comune nell'universo. Ma come facciamo a conoscere l'età dell'universo? Ebbene i cosmologi hanno iniziato a fornire stime abbastanza attendibili e precise dell'età del nostro universo datandolo a circa 13,8 miliardi di anni, con un'incertezza di soli 500 milioni di anni. La rivista Astrophysical Journal Letters, afferma che l'età dell'universo ha il 68 per cento di probabilità di essere compresafra 13,5 e 14,5 miliardi di anni, e del 95 per cento di essere compresa fra 13 e 15 miliardi di anni. I nuovi satelliti lanciati protrebbero ben presto migliorare di gran lunga la precisione di questa stima, portandola a un incertezza di soli 100 milioni di anni. Se l'Universo non fosse in continua espansione, il raggio dell'universo osservabile sarebbe pari alla distanza percorsa dalla luce nell'arco di tempo trascorso dall'inizio dell'Universo (ovvero l'età dell'Universo). L'orizzonte dell'universo osservabile sarebbe posto a circa 13,8 miliardi di anni luce; poiché però l'universo si sta espandendo continuamente la distanza effettiva di questo orizzonte è effettivamente più grande. Infatti una radiazione elettromagnetica  partita 13,8 miliardi di anni fa che giungesse ora ad un osservatore sarebbe relativa a una sorgente che nel frattempo si è allontanata dall'osservatore a causa dell'espansione.
 
La prima stima iniziale dell'età della stella era di 16 miliardi di anni, ma due miliardi di anni in più rispetto al suo ambiente? Sicuramente non è possibile. Dando un'occhiata più da vicino all'età di Matusalemme gli astronomi si sono dati il ​​compito di capire se quella cifra iniziale di 16 miliardi fosse o meno accurata. Hanno analizzato oltre 11 serie di osservazioni che erano state registrate tra il 2003 e il 2011 dai Fine Guidance Sensors del telescopio spaziale Hubble, che prendono nota delle posizioni, delle distanze e della produzione di energia delle stelle. 
 

La misurazione della distanza e l'età 

 
Una delle incertezze con l'età di HD 140283 è sicuramente la distanza precisa della stella; più luminosa è la luminosità intrinseca, più giovane è la stella. La parallasse delle stelle vicine può essere misurata osservandole da punti opposti nell'orbita terrestre attorno al sole. La vera distanza della stella dalla Terra può quindi essere calcolata con precisione attraverso una triangolazione semplice.
 
Una volta conosciuta la distanza reale, è possibile calcolare un valore esatto per la luminosità intrinseca della stella. Conoscere la luminosità intrinseca di una stella è un prerequisito fondamentale per stimarne l'età.
 
Ci sono state anche incertezze nella modellizzazione teorica delle stelle, come i tassi esatti delle reazioni nucleari nel nucleo e l'importanza degli elementi che si diffondono verso il basso negli strati esterni. Gli astronomi hanno lavorato sull'idea che l'Elio rimanente si diffonda più profondamente nel nucleo, lasciando bruciare meno idrogeno attraverso la fusione nucleare. Con il carburante usato più velocemente, ovviamente l'età viene ridotta.
Un altro fattore importante era, tra le altre cose, la quantità di ossigeno nella stella. HD 140283 ha un rapporto ossigeno-ferro superiore alle previsioni e, poiché l'ossigeno non è stato  abbondante nell'universo per alcuni milioni anni, questo elemento indicava di nuovo un'età inferiore per la stella.
 
Proprio in questo modo gli astronomi hanno stimato che l'età di HD 140283 Methuselah è approssimativamente vecchia di 14,46 miliardi di anni, una riduzione significativa rispetto ai 16 miliardi precedentemente rivendicati. Questo, tuttavia, la porta ad essere più vecchia dell'età dell'universo stesso stimato in 13,8 miliardi di anni ma gli scienziati hanno posto un'incertezza residua di 800 milioni di anni ( per difetto), per cui in questo modo l'età della stella potrebbe essere compatibile con l'età dell'universo, anche se non era del tutto perfetta .
La sua orbita la trasporta lungo il piano della nostra galassia dall'antica aureola di stelle che circonda la Via Lattea e alla fine tornerà all'aureola galattica.
 

Come si è formata the Methuselah Star

 
Questa conclusione fu sostenuta dagli astronomi degli anni '50 che furono in grado di misurare una carenza di elementi più pesanti nella stella rispetto ad altre stelle nel nostro quartiere galattico. Le stelle dell'alone sono tra i primi abitanti della nostra galassia e rappresentano collettivamente una popolazione più anziana delle stelle, come il nostro sole, che si è formata successivamente nel disco. Ciò significa che la stella si è formata molto presto prima che l'universo fosse in gran parte "inquinato" con elementi più pesanti forgiati all'interno delle stelle attraverso la nucleosintesi.  La stella, che è alle prime fasi dell'espansione in un gigante rosso, può essere vista con il binocolo come un oggetto di 7 ° magnitudine nella costellazione della Bilancia.
 
Questa stella di Matusalemme ha visto molti cambiamenti nel corso della sua lunga vita. Probabilmente è nata in una galassia nana primordiale. La galassia nana alla fine fu distrutta gravitazionalmente e risucchiata dall'emergente Via Lattea oltre 12 miliardi di anni fa.
 
La stella mantiene la sua orbita allungata da quell'evento di cannibalismo. Pertanto, sta solo attraversando il quartiere solare ad una velocità simile a un razzo di 800.000 miglia all'ora. Ci vogliono solo 1.500 anni per attraversare un pezzo di cielo con la larghezza angolare della luna piena. La frequenza angolare di movimento corretta della stella è così veloce (0,13 milliarcecondi l'ora) che Hubble potrebbe effettivamente fotografare il suo movimento in poche ore.
 

 

Credit: Goddard Space Flight Center della NASA /ESA

 

VUOI SAPERNE DI PIU? VIENI A PROVARE L'ESPERIENZA COSMO ACADEMY CON HARF A VALMONTONE E VISITA I PARCHI DIVERTIMENTO 

Puoi avere il libro di Cosmo Academy e tante soprese mentre ti diverti con tutta la famiglia ai parchi divertimenti del Lazio