default | grid-3 | grid-2

Post per Page

Metusalem: Den äldsta stjärnan i universum

Forskare försökte fastställa åldern på vad de trodde var universums äldsta stjärna år 2000. De fick data från Hipparcos-satelliten från European Space Agency (ESA) (öppnas i ny flik) och fastställde att HD140283, eller Methuselah som det är mer allmänt känt, var häpnadsväckande 16 miljarder år gammal.


En sådan siffra verkade något förbryllande. Hur kan en stjärna vara äldre än kosmos när universums ålder, mätt med studier av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, är 13,8 miljarder år gammal?

Enligt astronomen Howard Bond från Pennsylvania State University, "Det var en betydande diskrepans." Bond och hans kollegor bestämde sig för att ta reda på sanningen och kontrollera figurens riktighet mot bakgrund av detta. Deras resultat var lika häpnadsväckande.

Den äldsta stjärnan i universum är HD140283 - eller Metusalem som det är allmänt känt. Den här Digitalized Sky Survey-bilden visar stjärnan Methusalah, belägen 190,1 ljusår bort. Astronomer förfinade stjärnans ålder till cirka 14,3 miljarder år (vilket är äldre än universum), plus eller minus 800 miljoner år. Bilden släpptes 7 mars 2013. (Bildkredit: Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech och UKSTU/AAO)

Metusalem, uppkallad efter en biblisk patriark som påstås ha levt till 969 års ålder och därmed var den längst levande personen i Bibeln, har varit föremål för astronomiska observationer i mer än ett sekel. Den märkliga stjärnan är cirka 190 ljusår från jorden i stjärnbilden Vågen, och den glider genom himlen i otroliga 800 000 mph (1,3 miljoner kilometer i timmen).

Det var tydligt att stjärnan var gammal. Den metallfattiga subjätten är till övervägande del gjord av väte och helium och innehåller väldigt lite järn. En sådan sammansättning innebar att stjärnan måste ha kommit till när helium och väte dominerade universum och innan järn blev vardagligt (de tyngre grundämnena dök bara upp när massiva stjärnor skapade dem i deras kärnor)

Men kan Metusalem verkligen vara mer än två miljarder år äldre än sin omgivning? Visst är det bara inte möjligt. Antingen var stjärnan äldre än universum eller så var universum inte så " ungt " som forskarna trodde att det var. Eller så kanske dejtandet helt enkelt var helt fel. Vad skulle det bli?

Detta är en bakgårdsvy av himlen som omger den antika Metusalem-stjärnan, katalogiserad som HD 140283. Bilden släpptes 7 mars 2013. (Bildkredit: A. Fujii och Z. Levay (STScI))


Ett mysterium av den här storleken kunde inte ignoreras så Bond och hans kollegor försökte gräva fram sanningen genom att hälla över 11 uppsättningar observationer som hade registrerats mellan 2003 och 2011.

Dessa observationer hade gjorts av Fine Guidance Sensors från rymdteleskopet Hubble, som noterade stjärnornas positioner, avstånd och energiproduktion. Genom att förvärva parallax-, spektroskopi- och fotometrimätningar kunde forskarna fastställa en bättre ålderskänsla.

"En av osäkerheterna med åldern på HD 140283 var stjärnans exakta avstånd," sa Bond. "Det var viktigt att få det här rätt eftersom vi bättre kan bestämma dess ljusstyrka och, utifrån det, dess ålder - ju ljusare den inneboende ljusstyrkan är, desto yngre stjärnan.

"Vi letade efter parallaxeffekten, vilket innebar att vi tittade på stjärnan med sex månaders mellanrum för att leta efter förändringen i dess position på grund av jordens omloppsrörelse, som talar om för oss avståndet."

Bond tillägger att det också fanns osäkerheter i den teoretiska modelleringen av stjärnorna, som de exakta hastigheterna för kärnreaktioner i kärnan och vikten av att element diffunderar nedåt i de yttre lagren. Så de arbetade på idén att överblivet helium diffunderar djupare in i kärnan och lämnar mindre väte att förbrännas via kärnfusion. Med bränsle som används snabbare sänks åldern.

"En annan faktor som var viktig var, av alla saker, mängden syre i stjärnan," sa Bond. HD 140283 hade ett högre syre-till-järn-förhållande än vad som förutspåtts och eftersom syre inte var rikligt i universum på några miljoner år, pekade det återigen på en lägre ålder för stjärnan.

Som ett resultat av allt detta arbete uppskattade Bond och hans medarbetare HD 140283:s ålder till 14,46 miljarder år. Det var en betydande minskning av de 16 miljarder som tidigare gjorts anspråk på, men det var fortfarande mer än universums ålder.

I den meningen klarade det inte upp mysteriet och, på ytan, säkerställde det helt enkelt att Metusalem förblev en kuriosa. Men forskarna utgjorde en återstående osäkerhet på 800 miljoner år, vilket Bond sa gjorde stjärnans ålder förenlig med universums ålder. Det var ett stort genombrott.


"Som alla uppmätta uppskattningar är det föremål för både slumpmässiga och systematiska fel", säger fysikern Robert Matthews från Aston University i Birmingham, Storbritannien, som inte var inblandad i studien. "Överlappningen i felstaplarna ger en indikation på sannolikheten för en kollision med kosmologiska åldersbestämningar"

"Med andra ord, stjärnans bäst stödda ålder står i konflikt med den för universums härledda ålder [som bestäms av den kosmiska mikrovågsbakgrunden], och konflikten kan bara lösas genom att trycka på felstaplarna till deras yttersta gränser. "

Ytterligare förbättringar såg att åldern för HD 140283 sjönk lite mer. En uppföljningsstudie från 2014 uppdaterade till exempel stjärnans ålder till 14,27 miljarder år. "Återigen, om man inkluderar alla källor till osäkerhet - både i observationsmätningarna och den teoretiska modelleringen - är felet cirka 700 eller 800 miljoner år, så det finns ingen konflikt eftersom 13,8 miljarder år ligger inom stjärnans felfält," sa Bond .

Dessutom, i maj 2021, uppdaterade ett annat team av astronomer de bästa hypoteserna för Metusalems ålder och massa, och efter att ha modellerat stjärnornas utveckling fastställde de att den är 12 miljarder år gammal. Även om solen, 4,6 miljarder år gammal, fortfarande är en baby jämfört med HD 140283, placerar detta ändå stjärnans ålder väl inom universums åldersintervall. Eller gör det?

Läs mer här .

No comments

Error Page Image

Error Page Image

Oooops.... Could not find it!!!

The page you were looking for, could not be found. You may have typed the address incorrectly or you may have used an outdated link.

Go to Homepage

Källtext