Uma equipe de astrônomos usando o telescópio espacial Hubble da NASA deu um importante passo para encontrar a certidão de nascimento de uma estrela que tem vivido por muito tempo.
© NASA/ESA (ilustração da localização da estrela HD 140283)
“Nós descobrimos que essa é a estrela mais velha conhecida com uma idade bem determinada”, disse Howard Bond da Universidade Estadual da Pennsylvania em University Park e do Space Telescope Science Institute em Baltimore.
A estrela poderia ter 14,5 bilhões de anos (mais ou menos 0,8 bilhões de anos), o que num primeiro momento faria dessa estrela mais velha que o próprio Universo que tem uma idade calculada de aproximadamente 13,7 bilhões de anos, ou seja, um dilema óbvio para ser resolvido.
Mas as estimativas anteriores com base nas observações realizadas em 2000 davam para a estrela uma idade de 16 bilhões de anos. E esse intervalo de idade sim, colocava um enorme dilema para os cosmologistas. “Talvez a cosmologia esteja errada, a física estelar esteja errada, ou a distância da estrela está errada”, disse Bond. “Então nós trabalhamos para refinar o cálculo da distância da estrela”.
A nova estimativa da idade com base no Hubble reduz a incerteza na medida da idade da estrela, de modo que a sua idade se sobrepõem com a idade do Universo, idade essa determinada independentemente por meio do cálculo da taxa de expansão do espaço, uma análise da microondas de fundo desde o Big Bang, e medidas do decaimento radioativo.
Essa estrela de Matusalém, catalogada oficialmente como HD 140283, tem sido conhecida por mais de um século devido ao seu movimento rápido através do céu. A alta taxa de movimento é uma evidência que a estrela é simplesmente uma visitante da nossa vizinhança estelar. Sua órbita a leva para baixo através do plano da nossa galáxia desde o antigo halo de estrelas que cerca a Via Láctea e que eventualmente a enviará de volta para o halo galáctico num efeito estilingue.
Essa conclusão foi reforçada pelos astrônomos na década de 1950, que foram capazes de medir a deficiência de elementos mais pesados na estrela se comparado com outras estrelas na vizinhança galáctica. As estrelas do halo estão entre as primeiras habitantes da nossa galáxia e coletivamente representam uma população mais velha de estrelas, como o Sol, que se formou mais tarde nesse disco. Isso significa que a estrela se formou numa tempo muito remoto antes do Universo ser largamente povoado com elementos mais pesados forjado dentro das estrelas através da nucleossíntese. A estrela de Matusalém tem uma anêmica concentração de 1/250 de elementos pesados em comparação com o Sol e com outras estrelas da vizinhança estelar.
A estrela, que está nos primeiros estágios de sua expansão em gigante vermelha, pode ser vista com binóculos como um objeto com magnitude 7 na constelação de Libra.
© DSS/Hubble (estrela HD 140283)
O poder observacional do Hubble foi usado para refinar a distância da estrela, que é de 190,1 anos-luz. Bond, e a sua equipe realizou essa medida usando a paralaxe trigonométrica, onde um desvio aparente na posição de uma estrela é gerado por uma mudança na posição do observador.
A paralaxe de estrelas próximas pode ser medida observando-as de lados opostos na órbita da Terra ao redor do Sol. A verdadeira distância da estrela com relação a Terra pode ser então precisamente calculada através de uma triangulação direta.
Uma vez que a distância verdadeira é conhecida, um valor exato para o brilho intrínseco da estrela pode ser calculado. Conhecer o brilho intrínseco da estrela é um pré-requisito fundamental para estimar a sua idade.
Antes da observação do Hubble, o satélite Hipparcos da ESA fez uma medida precisa da paralaxe da estrela, mas com uma idade medida de somente 2 bilhões de anos. Através do Hubble a medida de paralaxe foi feita de maneira virtualmente idêntica à usada pelo Hipparcos, embora a precisão de medida do Hubble é cinco vezes melhor que a do Hipparcos. A equipe de Bond conseguiu reduzir a incerteza na estimativa da idade que ficou cinco vezes mais precisa.
Com uma melhor manipulação do brilho da estrela, foi refinada a idade da estrela aplicando teorias contemporâneas sobre a taxa de queima da estrela, sua abundância química e sua estrutura interna. Novas ideias são que restos de hélio difundem mais profundamente no núcleo e assim a estrela tem uma menor queima de hidrogênio via fusão nuclear. Isso significa que ela usa o combustível de maneira mais rápida e que corresponde a menores idades.
Também, a estrela tem uma razão oxigênio/ferro mais alta que o previsto, e isso também contribui para abaixar a idade da estrela. Bond acredita que medidas futuras de oxigênio podem reduzir ainda mais a idade da estrela, pois a estrela teria se formado numa época tão distante que o Universo era mais rico em oxigênio. Abaixando o limite superior da idade da estrela faz com que ela eniquivocamente se torne mais jovem do que o Universo.
“Colocando todos os ingredientes juntos, nós temos uma idade de 14,5 bilhões de anos, com uma incerteza residual que faz com que a idade da estrela seja compatível com a idade do Universo”, disse Bond. “Essa é a melhor estrela no céu para se fazer cálculos precisos de idade, graças ao seu brilho e a sua proximidade”.
A estrela de Matusalém, tem visto muitas mudanças ao longo de sua vida. Ela provavelmente nasceu em uma galáxia primordial anã. A galáxia anã eventualmente foi gravitacionalmente capturada e sugada numa fusão com a Via Láctea ocorrida a 12 bilhões de anos atrás.
A estrela retém sua órbita alongada desse evento de canibalismo cósmico. Além disso, ela está passando através da vizinhança solar rapidamente, a 1,29 milhões de km por hora. Ela levará apenas 1.500 anos para atravessar um pedaço do céu que tem uma largura angular do tamanho da Lua Cheia. O movimento angular da estrela é de 0,13 miliarcos de segundo por hora, propiciando ao Hubble fotografar seu movimento em poucas horas.
Fonte: Astrophysical Journal Letters
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