Bagaimana 'HD 140283' bisa lebih tua dari alam semesta?

Para ilmuwan telah mengetahui tentang bintang HD 140283 , yang secara informal dijuluki bintang Methuselah, selama lebih dari 100 tahun, karena ia terbang melintasi langit dengan klip yang relatif cepat. Bintang itu bergerak dengan kecepatan sekitar 800.000 mph (1,3 juta km / jam) dan menempuh jarak bulan purnama di langit setiap 1.500 tahun atau lebih, kata para peneliti. Besarnya jelas adalah 7.223.

Penelitian sebelumnya memperkirakan bahwa galaksi Bima Sakti yang disebut "bintang Methuselah" berusia hingga 16 miliar tahun . Itu masalah, karena sebagian besar peneliti setuju bahwa Big Bang yang menciptakan alam semesta terjadi sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu .

Perkiraan kemudian menunjukkan bahwa bintang itu bisa setua 14,5 miliar tahun (± 0,8 miliar tahun), yang masih lebih tua dari usia yang dihitung alam semesta sekitar 13,8 miliar tahun . Ini adalah dilema yang jelas.

Bagaimana bintang bisa lebih tua dari alam semesta itu sendiri?

star universe

— Mohammad Zain Abbas
sumber

Hanya untuk memperjelas, itu jelas tidak lebih tua dari alam semesta. Sebaliknya, satu atau kedua estimasi kami tidak aktif, seperti yang dibahas dalam jawaban di bawah ini.

— Leliel

Pertanyaan yang sangat bagus. Jika Anda melihat entri "zaman semesta" dalam wikipedia, ia juga menyebutkan bahwa bintang-bintang "yang lebih tua dari semesta" adalah masalah yang sangat buruk bagi model alam semesta zaman terbatas. Jika penyempurnaan lebih lanjut baik dalam usia bintang / alam semesta terjadi di masa depan, sangat mungkin bahwa masalah ini muncul kembali dan model saat ini tidak valid.

— Thorsten S.

Menurut saya (meskipun saya bukan ahli tentang bagaimana usia bintang ditentukan), tetapi jika sebuah bintang kehilangan massa, mungkin dengan mengorbit bintang katai putih bintang itu akan tampak lebih tua dari itu, dan sebaliknya, jika sebuah bintang bertambah Massa, itu akan terlihat lebih muda dari yang sebenarnya. Sebuah bintang yang mengorbit katai putih, kehilangan massa padanya, dan katai putih itu nova, mungkin menjelaskan sebuah bintang yang tampak lebih tua dari alam semesta, tetapi, hanya berspekulasi.

— userLTK

Pertanyaan terkait: Zaman semesta versus isinya .

— joeytwiddle

Pertanyaan yang sangat mirip pada Physics.SE.

— Warrick

Jawaban:

Bukan - usia saat ini adalah perkiraan. Perbedaan ini berasal dari upaya astronom untuk mengukur aspek bintang secara penuh dan benar, terutama jaraknya. Dari halaman NASA :

Perkiraan umur Hubble baru mengurangi kisaran ketidakpastian pengukuran, sehingga usia bintang tumpang tindih dengan usia alam semesta - sebagaimana ditentukan secara independen oleh laju perluasan ruang, analisis latar belakang gelombang mikro dari big bang, dan pengukuran peluruhan radioaktif. .

Saat ini, jika Anda memperhitungkan ketidakpastian, perkiraan saat ini untuk usia bintang adalah 14,5 +/- 0,8 miliar tahun atau antara 15,3 dan 13,7 miliar tahun - akhir perkiraan tersebut tumpang tindih dengan model saat ini dari usia Alam Semesta. - jadi cara yang lebih tepat untuk menggambarkan usia ini adalah HD 140283 setidaknya berusia 13,7 miliar tahun dengan perkiraan ini .

Makalah lain berdasarkan bintang ini di Nature - " Bintang terdekat hampir setua alam semesta ", sebuah tim telah mempersempit usia menjadi 13,9 +/- 0,7 miliar tahun, yang menyatakan bahwa:

Memperhatikan kesalahan eksperimental itu, usia tidak bertentangan dengan usia Alam Semesta, 13,77 miliar tahun.

lebih tepatnya menyatakan itu

Umur bintang itu setidaknya 13,2 miliar tahun

Tidak diragukan lagi pekerjaan lebih lanjut sedang dilakukan untuk lebih mempertajam usia bintang.

Pertanyaan tindak lanjut yang menarik adalah bagaimana bintang terbentuk begitu awal. Sejauh yang saya tahu debu diperlukan untuk membentuk bintang yang lebih kecil. Dan itu pasti jarang untuk sedikitnya.

— M.Herzkamp

Dalam hal ini saya akan mengatakan bahwa penting untuk dicatat bahwa perkiraan "14,5 +/- 0,8 miliar tahun dan" 13,9 +/- 0,7 miliar tahun "menyatakan (biasanya, saya merasa sulit untuk menemukan secara spesifik dalam kertas) interval kepercayaan 95%, yaitu batas-batas di mana 95% kemungkinan bahwa nilai sebenarnya terletak. Ini berarti ada kemungkinan 5% berada di luar ini. yang kecil tapi tidak bisa diabaikan. (Mungkin ini bukan cara kerjanya dalam astronomi ?? Perbaiki saya jika saya salah!)

— Hugh Nolan

@HughNolan yang terlintas di benak saya juga - itu sebabnya saya menekankan 'dalam estimasi ini' - tetapi artikel berbicara dengan tingkat kepercayaan yang signifikan - seperti yang dikatakan David Hammen dalam jawaban yang sangat bagus, para astronom cenderung menggunakan setidaknya 3 sigma - Kepastian 99,7%.

Ah, doh, itulah yang Anda dapatkan karena mengomentari satu jawaban sebelum Anda membaca semuanya! Makasih Dok.

— Hugh Nolan

Berapa usia maksimum yang mungkin dari sebuah bintang? Usia alam semesta adalah 13,799 ± 0,021 Gy. Bintang-bintang pertama terbentuk kira-kira + 0,2Gy, jadi kita turun menjadi sekitar 13,58Gy. HD140283 adalah 13,9 ± 0,7 Gy. Jadi ya, itu cocok, tetapi masih dengan tumpang tindih yang cukup signifikan antara kedua interval. Ini tentu saja tidak cukup untuk mengabaikan hipotesis nol seperti itu, dalam bidang apa pun. Oleh karena itu kesimpulan penulis bahwa usia bintang "tidak bertentangan dengan usia alam semesta" karena itu tidak berurutan. Bagaimanapun, bintang itu sangat mungkin bintang generasi pertama; sangat menarik, itu pasti!

— Rody Oldenhuis

Perkiraan kemudian menunjukkan bahwa bintang itu bisa setua 14,5 miliar tahun (± 0,8 miliar tahun), yang masih lebih tua dari usia yang dihitung alam semesta sekitar 13,8 miliar tahun, sebuah dilema yang jelas.

Tidak ada dilema. Itu ± 0,8 miliar tahun adalah penting. Kurangi 0,8 miliar tahun dari angka 14,5 miliar tahun ( kemudian direvisi menjadi 14,27 miliar tahun ) dan Anda mendapatkan 13,7 miliar tahun, kurang dari usia alam semesta. Juga perhatikan bahwa ketidakpastian 0,8 miliar tahun adalah kesalahan standar, atau kira-kira satu standar deviasi. Usia 14,27 miliar tahun yang direvisi membuat dilema pada dasarnya tidak ada. Itu lebih tua dari perkiraan usia alam semesta sebesar 0,4 hingga 0,5 juta tahun, dan ini tidak signifikan bahkan pada tingkat satu sigma.

Fisikawan partikel umumnya menggunakan tingkat lima sigma sebagai pembeda antara "hampir pasti" dan "mungkin" (dan fisikawan partikel enggan menerbitkan "maybes"). Para astronom umumnya menggunakan level tiga sigma. Bahkan para ilmuwan sosial akan menolak penyimpangan yang kurang dari satu sigma sebagai signifikan.

— David Hammen
sumber

Anda mengatakan bahwa "para astronom umumnya menggunakan tingkat tiga sigma" tetapi juga mengatakan bahwa "0,8 miliar tahun ketidakpastian adalah ... kira-kira satu standar deviasi". Angka 0,8 Gyr itu berasal dari makalah ini , jadi ... apakah itu satu atau tiga standar deviasi?

— dcsohl

Biasanya para astronom mengutip 1 kesalahan sigma, jadi David mengatakan penyimpangan 2 atau 3 sigma bukan tidak biasa. Juga, para astronom sering meninggalkan kesalahan sistematis karena mereka biasanya tidak tahu seberapa besar mereka. Apakah semua bintang mati karena kita telah meninggalkan sesuatu dalam teori bintang? Misalnya, efek rotasi tinggi atau medan magnet internal yang kuat, dll. Sama untuk usia alam semesta.

— eshaya