Bintang miskin logam yang hanya berjarak 190 tahun cahaya dari Matahari berusia 14,46 + -0,80 miliar tahun, yang menyiratkan bahwa bintang tersebut hampir setua Semesta! Hasil itu muncul dari studi baru yang dipimpin oleh Howard Bond. Bintang miskin logam semacam itu (super) penting bagi para astronom karena mereka menetapkan batas bawah independen untuk usia Alam Semesta, yang dapat digunakan untuk menguatkan perkiraan usia yang disimpulkan dengan cara lain.
Di masa lalu, analisis cluster globular dan konstanta Hubble (laju ekspansi Semesta) menghasilkan usia yang sangat berbeda untuk Semesta, dan diimbangi dengan miliaran tahun! Oleh karena itu pentingnya bintang (yang ditunjuk HD 140283) dipelajari oleh Bond dan rekan penulisnya.
"Dalam kesalahan, usia HD 140283 tidak bertentangan dengan usia Alam Semesta, 13,77 ± 0,06 miliar tahun, berdasarkan latar belakang gelombang mikro dan konstanta Hubble, tetapi itu pasti terbentuk segera setelah big bang." tim mencatat.
Bintang miskin logam dapat digunakan untuk membatasi usia Alam Semesta karena kandungan logam biasanya merupakan proksi untuk usia. Logam yang lebih berat umumnya terbentuk dalam ledakan supernova, yang mencemari media antarbintang di sekitarnya. Bintang-bintang yang lahir dari medium itu lebih diperkaya dengan logam daripada pendahulunya, dengan setiap generasi berturut-turut semakin diperkaya. Memang, HD 140283 menunjukkan kurang dari 1% kandungan besi Matahari, yang memberikan indikasi usia yang cukup besar.
HD 140283 telah digunakan sebelumnya untuk membatasi usia Alam Semesta, tetapi ketidakpastian terkait dengan perkiraan jaraknya (pada waktu itu) membuat penentuan usia agak tidak tepat. Oleh karena itu tim memutuskan untuk mendapatkan jarak baru dan lebih baik untuk HD 140283 menggunakan Hubble Space Telescope (HST), yaitu melalui pendekatan paralaks trigonometri. Ketidakpastian jarak untuk HD 140283 berkurang secara signifikan dengan membandingkan dengan perkiraan yang ada, sehingga menghasilkan perkiraan usia yang lebih tepat untuk bintang tersebut.
Tim menerapkan trek evolusi terbaru (pada dasarnya, model komputer yang melacak luminositas bintang dan evolusi suhu sebagai fungsi waktu) ke HD 140283 dan memperoleh usia 14,46 + -0,80 miliar tahun (lihat gambar di atas). Namun ketidakpastian yang terkait dapat dikurangi lebih lanjut dengan meningkatkan ukuran sampel bintang yang sangat miskin logam dengan jarak yang tepat, bersamaan dengan tugas tanpa henti untuk meningkatkan model komputer yang digunakan untuk menggambarkan jalur evolusi bintang. Rata-rata yang dihitung dari sampel itu akan memberikan batas bawah perusahaan untuk usia Semesta. Keandalan usia yang ditentukan juga bergantung pada penentuan kandungan logam sampel secara akurat. Namun, kita mungkin tidak perlu menunggu lama, karena Don VandenBerg (UVic) dengan ramah menyampaikannya ke Space Magazine, "sebuah artikel yang diperluas pada HD 140283, dan target [serupa] lainnya yang mana kami telah meningkatkan paralaks [jarak]."
Seperti dicatat di awal, analisis gugus bola dan konstanta Hubble menghasilkan umur yang sangat berbeda untuk Semesta. Oleh karena itu motivasi untuk Bond et al. Penelitian 2013, yang bertujuan untuk menentukan usia bintang miskin logam HD 140283 yang dapat dibandingkan dengan perkiraan usia yang ada untuk Semesta. Zaman yang tidak sesuai sebagian berasal dari ketidakpastian dalam skala jarak kosmik, karena penentuan konstanta Hubble bergantung pada penetapan jarak (akurat) ke galaksi. Perkiraan historis untuk konstanta Hubble berkisar antara 50-100 km / s / Mpc, yang menentukan sebaran usia untuk Semesta ~ 10 miliar tahun.
Penyebaran yang disebutkan di atas dalam estimasi konstan Hubble tentu saja tidak memuaskan, dan para astronom mengakui bahwa diperlukan hasil yang dapat diandalkan. Salah satu tujuan utama yang dibayangkan untuk HST adalah untuk mengurangi ketidakpastian yang terkait dengan konstanta Hubble menjadi <10%, sehingga memberikan perkiraan yang lebih baik untuk usia Alam Semesta. Perkiraan saat ini untuk konstanta Hubble, yang terkait dengan data HST, tampak menjangkau rentang yang lebih kecil (64-75 km / s / Mpc), dengan rata-rata menyiratkan usia mendekati ~ 14 miliar tahun.
Menentukan usia yang dapat diandalkan untuk bintang dalam gugus bola adalah juga bergantung pada ketersediaan jarak yang dapat diandalkan, dan tim mencatat bahwa "masih belum jelas apakah usia gugus bola yang kompatibel dengan usia Alam Semesta [diprediksi dari konstanta Hubble dan sarana lainnya]. " Cluster Globular menetapkan batas yang lebih rendah untuk usia Alam Semesta, dan usianya harus lebih kecil daripada yang disimpulkan dari konstanta Hubble (& parameter kosmologis).
Singkatnya, penelitian ini menegaskan kembali bahwa ada bintang-bintang tua yang berkeliaran di lingkungan matahari yang dapat digunakan untuk membatasi usia Alam Semesta (~ 14 miliar tahun). Matahari, sebagai perbandingan, berumur ~ 4,5 miliar tahun.
Temuan tim akan muncul di Astrophysical Journal Letters, dan pracetak tersedia di arXiv. Rekan penulis dalam penelitian ini adalah E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer, dan D. Harmer. Pembaca yang tertarik menginginkan informasi lengkap akan menemukan karya-karya berikut yang relevan: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
