HD 140283 (nota anche come stella Matusalemme ) [9] [10] è una stella subgigante povera di metalli a circa 190 anni luce di distanza [11] dalla Terra nella costellazione della Bilancia , vicino al confine con Ofiuco nella Via Lattea. La sua magnitudine apparente è 7.205, quindi può essere vista con un binocolo . È una delle stelle più antiche conosciute. [6] La luce della stella è in qualche modo spostata verso il blu mentre si sta avvicinando piuttosto che allontanandosi dalla Terra ed è noto agli astronomi da oltre un secolo come una stella ad alta velocità basata sui suoi altri vettori (moto proprio). Una prima analisi spettroscopica di Joseph W. Chamberlain e Lawrence Aller rivelò che aveva un contenuto di metallo sostanzialmente inferiore a quello del Sole. [12] Le moderne analisi spettroscopiche trovano un contenuto di ferro di circa un fattore 250 inferiore a quello del Sole. È una delle stelle povere di metalli ( Popolazione II ) più vicine alla Terra.
La stella era già nota nel 1912 quando W. S. Adams ne misurò l’ astrometria usando uno spettrografo nell’Osservatorio di Mount Wilson . [13] Poiché HD 140283 non è né sulla sequenza principale né su una gigante rossa , la sua posizione iniziale nel diagramma di Hertzsprung-Russell è stata interpretata con i suoi dati e modelli teorici dell’evoluzione stellare basati sulla meccanica quantistica e le osservazioni dei processi in milioni di stelle per inferire la sua apparente vecchiaia. Per le stelle di campo (al contrario delle stelle negli ammassi ), è raro conoscere la luminosità, la temperatura superficiale e la composizione di una stella con sufficiente precisione per ottenere un valore ben vincolato per la sua età. A causa della loro relativa scarsità, questo è ancora più raro per una stella di Popolazione II come HD 140283. Uno studio pubblicato nel 2013 [14] ha utilizzato ilFine Guidance Sensors del telescopio spaziale Hubble della NASA per misurare una precisa parallasse (e quindi distanza e luminosità ) per la stella. Questa informazione è stata utilizzata per stimare un’età della stella di 14,46 ± 0,8 miliardi di anni. A causa dell’incertezza nel valore, questa età per la stella potrebbe entrare in conflitto con l’ età calcolata dell’Universo come determinato dai risultati finali del satellite Planck del 2018 di 13,761 ± 0,038 miliardi di anni . [1] [15] Tuttavia, modelli più recenti della sua evoluzione stellare hanno suggerito una revisione dell’età della stella a 13,7 miliardi di anni [16] o 12 miliardi di anni. [6]
Una volta soprannominata la ” Stella Matusalemme ” dalla stampa popolare a causa della sua età, se i presupposti dell’evoluzione stellare sono corretti nel rapporto, la stella deve essersi formata subito dopo il Big Bang [1] ed è una delle stelle più antiche conosciute come del 2021. [6] La ricerca di stelle così povere di ferro ha dimostrato che si tratta quasi tutte di anomalie negli ammassi globulari e nell’alone galattico . Ciò concorda con una narrazione secondo cui sono rari sopravvissuti della loro generazione. In tal caso, i dati visivi apparenti del più antico di questi ci consentono di datare a lungo la reionizzazione(prima formazione stellare) fase dell’Universo indipendentemente dalle teorie e dalle prove dei primi milioni di anni dopo il Big Bang . [17] La maggior parte delle stelle di Popolazione II e Popolazione III non sono più osservabili. Esistono teorie che consentono un’età dell’universo più antica di quella convenzionalmente accettata, che può ancora accogliere il redshift osservato dei primi oggetti e le radiazioni precedenti. Alcuni si discostano dal modello convenzionale del big-bang/ inflazione , come i modelli di stato stazionario e ciclico . Ad oggi non è stata trovata alcuna prova accurata e di età superiore da un oggetto cosmico che metta in discussione i risultati del satellite Planck .
Gli studi sulla stella aiutano anche gli astronomi a comprendere la storia primordiale dell’Universo. Metallicità molto basse ma diverse da zero di stelle come HD 140283 indicano che la stella si è formata da materiali esistenti nella seconda generazione della creazione stellare; si ritiene che il loro contenuto di elementi pesanti provenga da stelle a zero metalli ( stelle della popolazione III ), che non sono mai state osservate. [18] Si pensa che quelle prime stelle si siano formate da materiali esistenti poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, e siano morte in esplosioni ( supernove ) dopo solo pochi milioni di anni. [18]Una seconda generazione di stelle, la generazione in cui si teorizza che HD 140283 si sia formata da materiali esistenti, non avrebbe potuto fondersi finché il gas, riscaldato dalle esplosioni di supernova delle stelle precedenti, non si fosse raffreddato. [18] Questa ipotesi della nascita di tali stelle ei nostri migliori modelli dell’universo primordiale indicano che il tempo impiegato dai gas per raffreddarsi era probabilmente solo di poche decine di milioni di anni. [18]
Le proporzioni degli elementi in tali stelle povere di metalli sono modellate per dirci gran parte della precedente resa nucleosintetica (“metalli”), cioè di elementi diversi dall’idrogeno e dall’elio dalle supernovae delle stelle di Popolazione III estinte localmente. Alcuni di questi ultimi possono essere visibili nelle lenti gravitazionali osservando le immagini più profonde come l’ Hubble Ultra-Deep Field (cioè la loro breve esistenza prima della loro trasformazione in supernove). Come con HD 122563 , CS22892-0052 e CD -38 245 , HD 140283 ha un eccesso di ossigeno e degli elementi alfa rispetto al ferro. [1]Sebbene le proporzioni di questi elementi siano molto inferiori in HD 140283 che nel Sole, non sono così basse come nel caso del ferro. L’implicazione è che la prima popolazione di stelle ha generato gli elementi alfa preferenzialmente rispetto ad altri gruppi di elementi, inclusi il picco di ferro e il processo s . A differenza di quelle altre stelle povere di metalli, HD 140283 ha una quantità rilevabile di litio , [19] una conseguenza del fatto che HD 140283 non si è ancora evoluta in una gigante rossa e quindi non ha ancora subito il primo dragaggio .
