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Afinal, a estrela de Matusalém não é mais velha que o Universo. Mas ainda é muito velho.

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Há momentos na ciência em que você obtém um resultado que sabe que está errado, mas não sabe Por quê . Isso pode levar a algumas suposições interessantes e, muitas vezes, a uma ciência muito interessante.



Como, por exemplo, quando você encontra uma estrela que parece ser, hum, mais velha que o Universo.

Assim é a HD 140283, uma estrela semelhante ao Sol que fica a 200 anos-luz da Terra - muito perto do que as estrelas vão. Há algum tempo é conhecido por ser um tipo especial de estrela, que dizemos ser de baixa metalicidade.







Em poucas palavras, o Universo inicial era principalmente hidrogênio e hélio , e elementos mais pesados ​​(o que os astrônomos chamam metais por razões históricas) não começou a aparecer até que estrelas massivas os criassem em seus núcleos, explodissem e os enviassem para o espaço para serem incorporados em estrelas mais novas.

O que isso significa é que estrelas mais velhas tendem a ter menos elementos pesados ​​nelas, e estrelas mais jovens têm mais. Usamos o Sol como padrão, porque não. Por essa medida, HD 140283 tem metalicidade 1/250º(0,004) o do Sol!

Isso é extremamente antigo, o que implica uma idade muito avançada para esta estrela. Outras medidas parecem reforçar isso, por isso foi apelidado de Estrela de Matusalém. Uma medição, usando Hubble em 2013 , coloque sua idade em cerca de 14,5 ± 0,8 bilhões de anos.

Isso é um pouco problemático. O Universo tem apenas 13,77 ± 0,04 bilhões de anos . Esta estrela é mais velha que o Universo?





HD 140283, Estrela de Matusalém, vista em um levantamento do céu. Crédito: NASA / GSFC / SkyView / DSS2Mais Zoom

HD 140283, Estrela de Matusalém, vista em um levantamento do céu. Crédito: NASA / GSFC / SkyView / DSS2

Bem, pise no freio aqui. As incertezas nesses números (a parte ±) têm muito peso. 14,5 - 0,8 = 13,7, então é perfeitamente possível que a idade da estrela seja menor do que se pensava. Não há astrônomo no planeta, aposto, que pense que a estrela é realmente mais velha do que o próprio Universo! Claro, se você olhar, encontrará muitos artigos exagerando sua idade, e alguns de sites menos respeitáveis ​​dizendo que HD 140283 vem de um Universo anterior que sobreviveu do Big Bang até o nosso. Como isso funciona exatamente não está claro (porque é uma ciência plana no nível da Terra).

O problema é diminuir as incertezas. Uma coisa que ajuda é obter a distância, para que possamos saber o quão brilhante ela realmente é (podemos medir o brilho aqui na Terra e, em seguida, corrigir a distância para saber quanta luz ela está realmente emitindo, chamada de luminosidade ) Os avanços recentes ajudaram aqui, então um grupo de astrônomos abordou esta estrela mais uma vez . Usando as melhores medições até o momento, eles usaram um software que cria modelos de como as estrelas mudam ao longo do tempo, dadas as propriedades básicas delas como massa, luminosidade, conteúdo elementar (esse é crítico aqui, devido ao baixo conteúdo de metal da estrela), e assim em.

O que eles descobriram é que a massa da estrela é 0,81 ± 0,05 vezes a do Sol, e sua idade é (rufar de tambores, por favor) ... 12,01 ± 0,05 bilhões de anos.

Ahhh, assim é melhor. Confortavelmente mais jovem que o cosmos e, portanto, formado depois a grande explosão.

Mas sim, ainda é mesmo muito velho. O Sol tem 4,6 bilhões de anos , para comparação. A própria galáxia da Via Láctea tem cerca de 12 bilhões de anos, o que significa que esta foi uma das primeiras estrelas a nascer nela, talvez até quando a própria galáxia estava se formando. Isso é incrível.

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Dada a sua idade avançada, não é uma surpresa que a estrela agora esteja morrendo. Já faz algum tempo que está ficando sem combustível de hidrogênio em seu núcleo, e está começando a se expandir em uma gigante vermelha . No momento, esse processo está apenas começando, então é o que chamamos de Subgigante . Já tem cerca de duas vezes o diâmetro do Sol e, eventualmente, vai aumentar um pouco mais. Depois disso, ela passará por um longo processo de perda de massa por meio de um vento de partícula subatômica, encolherá, expandirá novamente e, eventualmente, soprará todas as suas camadas externas para se tornar uma anã branca de baixa massa. Nesse ponto, ele esfriará, desaparecendo ao longo de mais bilhões de anos para se tornar uma anã negra. O tempo que levará é na verdade muito mais longo do que já existia, então, nesse sentido, há um futuro muito, muito longo pela frente.

Portanto, parece que o paradoxo da era cósmica da Estrela de Matusalém agora está resolvido.

Como a Estrela de Matusalém pode parecer de perto (conceito do artista). Crédito: NASA / SDO e a equipe científica do AIA. Modificado por Phil PlaitMais Zoom

Como a Estrela de Matusalém pode parecer de perto (representação do artista). Crédito: NASA, SDO e a equipe AIA . Modificado por Phil Plait

Mas, observarei, é improvável que seja a estrela mais velha da galáxia. A Via Láctea tem 120.000 anos-luz de diâmetro , então quais são as chances de a estrela mais velha estar a 200 anos-luz de distância? Acontece que está perto o suficiente para estudar bem, e a distância implica que há muito mais estrelas como ela, e talvez mais velhas, na galáxia, uma das primeiras gerações de estrelas no Universo. Descobri-los e analisá-los aumentará nossa compreensão de como esses habitantes estelares antigos se comportam.

As estrelas estão velhas, mas o dia ainda é jovem. Muito mais para encontrar e estudar.