Después de leer el título, probablemente pensó que algo andaba mal aquí. Pero, ¿una estrella, el Universo o algo más? Si sabe cómo funcionan las estrellas, puede tomar una, estudiar sus propiedades físicas y averiguar cuándo debería haber aparecido. Las estrellas experimentan muchos cambios a medida que envejecen: su radio, luminosidad y temperatura cambian a medida que se quema el combustible. Pero la vida útil de una estrella, por lo general, depende únicamente de dos propiedades con las que nace: masa y metalicidad, es decir, la cantidad de elementos presentes en ella que son más pesados que el hidrógeno y el helio.
Las estrellas más antiguas que hemos encontrado en el Universo están prácticamente intactas y son casi un 100% de hidrógeno y helio que quedaron del Big Bang. Pueden tener 13 mil millones de años, y el más antiguo tiene 14.5 mil millones de años.
Y ese es un gran problema, porque el universo en sí tiene solo 13.800 millones de años, dice Ethan Siegel de Medium.com.
norte
El núcleo del cúmulo globular Omega Centauri es una de las regiones más pobladas de estrellas antiguas. Puede haber estrellas aquí y 12 mil millones de años, y las más antiguas, más de 14 mil millones de años, y esto es un problema, porque son más antiguas que el propio Universo.
No puede haber una estrella más antigua que el propio Universo; de lo contrario, habría existido mucho antes del Big Bang. Pero el Big Bang se convirtió en el origen de la aparición del Universo que conocemos, de donde salió toda la materia, energía, neutrinos, fotones, antimateria, materia oscura e incluso energía oscura. Todo en nuestro universo observable comenzó con este evento, y todo lo que enfrentamos hoy se remonta a este momento. Por lo tanto, debe descartarse la explicación más simple de que las estrellas podrían haber aparecido antes que el propio Universo.
Bien puede ser que hayamos deducido incorrectamente la edad del universo. Lo extraemos de medidas precisas del universo a gran escala. Explorando una variedad de características que incluyen:
Video promocional:
- defectos de densidad y temperatura en el fondo cósmico de microondas, el resplandor del Big Bang;
- agrupamiento de estrellas y galaxias ahora ya miles de millones de años luz de distancia;
- la velocidad de expansión de Hubble del tejido del Universo;
- historia de la formación estelar y evolución galáctica;
así como muchas otras fuentes, obtenemos una imagen muy consistente del universo. Consiste en 68% de energía oscura, 27% de materia oscura, 4,9% de materia ordinaria, 0,1% de neutrinos, 0,01% de radiación y tiene aproximadamente 13.800 millones de años. La incertidumbre de la edad del Universo ronda los 100 millones de años, por lo que si bien el Universo ciertamente podría ser cien millones de años más joven o más viejo, es poco probable que alcance los 14.500 millones de años.
La misión Gaia de la ESA midió las posiciones y propiedades de cientos de millones de estrellas cerca del centro galáctico y encontró las estrellas más antiguas conocidas por la humanidad.
Solo queda una posibilidad razonable: aparentemente, estamos estimando incorrectamente la edad de las estrellas. Hemos estudiado cientos de millones de estrellas en detalle en diferentes etapas de sus vidas. Sabemos cómo se forman las estrellas y bajo qué condiciones; saber cuándo y cómo encienden la fusión nuclear; sabemos cuánto duran las distintas etapas de síntesis y qué tan efectivas son; sabemos cuánto viven y cómo mueren, diferentes tipos con diferentes masas. En resumen, la astronomía es una ciencia seria, especialmente cuando se trata de estrellas. En general, las estrellas más antiguas tienen una masa relativamente baja (menos masiva que nuestro Sol), contienen pocos metales (elementos distintos del hidrógeno y el helio) y pueden ser más antiguas que la propia galaxia.
Se pueden encontrar estrellas extremadamente antiguas en cúmulos globulares.
Muchos de ellos se encuentran en cúmulos globulares que, con seguridad, contienen estrellas que tienen 12 mil millones o, en casos raros, incluso 13 mil millones de años. Hace una generación, la gente argumentó que estos grupos tenían entre 14 y 16 mil millones de años, lo que creó tensión en los modelos cosmológicos establecidos, pero gradualmente una mejor comprensión de la evolución estelar alineó estos números. Hemos desarrollado métodos más avanzados para mejorar nuestra capacidad de observación: midiendo no solo el contenido de carbono, oxígeno o hierro de estas estrellas, sino también utilizando la desintegración radiactiva del uranio y el torio. Podemos determinar directamente la edad de las estrellas individuales.
norte
SDSS J102915 + 172927 es una estrella antigua a 4140 años luz de nosotros, que contiene solo 1 / 20,000 de los elementos pesados en comparación con nuestro Sol, y debería tener 13 mil millones de años. Es una de las estrellas más antiguas del universo.
En 2007, pudimos medir la estrella HE 1523-0901, que constituye el 80% de la masa del Sol, contiene solo el 0.1% del hierro solar y se cree que tiene 13.200 millones de años en términos de abundancia de elementos radiactivos. En 2015, se identificaron nueve estrellas cerca del centro de la Vía Láctea, que se formó hace 13.500 millones de años: solo 300 millones de años después del Big Bang. "Estas estrellas se formaron antes de que la Vía Láctea y la galaxia se formara a su alrededor", dice Louis Howes, co-descubridor de estas antiguas reliquias. De hecho, una de estas nueve estrellas tiene menos del 0,001% de hierro solar; Este es el tipo de estrella que buscará el telescopio espacial James Webb cuando comience a operar en octubre de 2018.
Esta es una imagen digitalizada de la estrella más antigua de nuestra galaxia. Esta estrella envejecida HD 140283 está a 190 años luz de distancia. El telescopio espacial Hubble ha especificado su edad en 14.5 mil millones, más o menos 800 millones de años.
La estrella más llamativa de todas es HD 140283, apodada informalmente la Estrella de Matusalén. Está a sólo 190 años luz de nosotros y podemos medir su brillo, temperatura superficial y composición; También podemos ver que apenas está comenzando a desarrollarse en la fase subgigante para convertirse más tarde en una gigante roja. Estos datos nos permiten inferir una edad bien definida para la estrella, y el resultado es al menos alarmante: 14,46 mil millones de años. Algunas propiedades de la estrella, como el contenido de hierro del 0,4% del sol, dicen que la estrella es vieja, pero no la más antigua de todas. Y a pesar de un posible error de 800 millones de años, Matusalén todavía crea un cierto conflicto entre la edad máxima de las estrellas y la edad del universo.
La Vía Láctea no ha cambiado durante miles de millones de años. Pero a medida que las estrellas envejecen, las más masivas dejan de existir y las menos masivas comienzan a convertirse en subgigantes.
Es obvio hoy que algo le pudo haber pasado a esta estrella en el pasado que aún no conocemos hoy. Tal vez nació más masiva y de alguna manera perdió las capas externas. Quizás la estrella absorbió algo de material más tarde, lo que alteró su abundancia de elementos pesados, confundiendo nuestras observaciones. Tal vez simplemente entendemos mal la fase subgigante en la evolución estelar de estrellas antiguas con baja metalicidad. Poco a poco, deduciremos la forma correcta o calcularemos la edad de las estrellas más antiguas.
Pero si tenemos razón, nos enfrentamos a un problema grave. En nuestro Universo, no puede haber una estrella más antigua que el Universo mismo. O hay algo mal en la estimación de la edad de estas estrellas o algo está mal en la estimación de la edad del universo. O algo más que todavía no entendemos en absoluto. Esta es una gran oportunidad para llevar la ciencia en una nueva dirección.
Ilya Khel