Comment 'HD 140283' peut-il être plus ancien que l'univers?

Les scientifiques connaissent l'existence de l'étoile HD 140283 , surnommée de manière informelle l'étoile de Mathusalem, depuis plus de 100 ans, car elle parcourt le ciel à une vitesse relativement rapide. L’étoile se déplace à environ 800 000 km / h (1,3 million de km / h) et parcourt la largeur de la pleine lune dans le ciel tous les 1 500 ans environ, ont annoncé des chercheurs. Sa magnitude apparente est de 7,223.

Des recherches antérieures avaient estimé que la soi-disant "étoile de Mathusalem" de la galaxie de la Voie Lactée était âgée de 16 milliards d'années . C'est un problème, car la plupart des chercheurs s'accordent pour dire que le Big Bang qui a créé l'univers a eu lieu il y a environ 13,8 milliards d'années .

Selon des estimations ultérieures , l'étoile pourrait être aussi vieille que 14,5 milliards d'années (± 0,8 milliard d'années), ce qui est encore plus ancienne que l'âge calculé par l'univers d'environ 13,8 milliards d'années . C'est un dilemme évident.

Comment une étoile peut-elle être plus âgée que l'univers lui-même?

star universe

— Mohammad Zain Abbas
source

Juste pour clarifier, ce n'est évidemment pas plus ancien que l'univers. Nos estimations, ou les deux, sont plutôt erronées, comme indiqué dans les réponses ci-dessous.

— Leliel

Une très bonne question. Si vous regardez l'entrée "âge de l'univers" dans wikipedia, vous remarquerez également que ces étoiles "plus anciennes que l'univers" étaient un véritable problème pour les modèles d'univers d'âges finis. Si des raffinements supplémentaires sont apportés à l’âge de l’étoile ou de l’univers, il est fort possible que ce problème ressuscite à nouveau et que les modèles actuels soient invalidés.

— Thorsten S.

Il me semble (bien que je ne sois pas un expert de la détermination de l'âge stellaire), mais si une étoile perdait de la masse, peut-être en gravitant autour d'un nain blanc, cette étoile semblerait plus âgée qu'elle ne l'est déjà, et inversement, si une étoile se présente masse, il paraîtra plus jeune que ce qu’il est réellement. Une étoile qui orbite autour d'un nain blanc, perd de la masse et, ce nain blanc va nova, pourrait expliquer une étoile qui semble plus ancienne que l'univers, mais en spéculant.

— userLTK

Question connexe: l' âge de l'univers par rapport à son contenu .

— joeytwiddle

Question très similaire sur Physics.SE.

— Warrick

Réponses:

Ce n'est pas - l'âge actuel est une estimation. La différence provient des tentatives de l'astronome de mesurer correctement et complètement les aspects de l'étoile, en particulier sa distance. De la page NASA :

Les nouvelles estimations d'âge de Hubble réduisent la plage d'incertitude de mesure, de sorte que l'âge de l'étoile coïncide avec l'âge de l'univers - déterminé de manière indépendante par le taux d'expansion de l'espace, une analyse du fond hyperfréquence provenant du big bang et des mesures de la désintégration radioactive .

À l'heure actuelle, si vous tenez compte de l'incertitude, l' estimation actuelle de l'âge de l'étoile est de 14,5 ± 0,8 milliards d'années, soit entre 15,3 et 13,7 milliards d'années - cette dernière extrémité de l'estimation chevauche le modèle actuel de l'âge de l'univers. - Donc, une façon plus correcte de décrire cet âge est que HD 140283 a au moins 13,7 milliards d’années selon cette estimation .

Un autre article basé sur cette étoile dans Nature - " L'étoile proche est presque aussi vieux que l'univers ", une équipe a réduit son âge à 13,9 +/- 0,7 milliard d'années, affirmant que:

Compte tenu de cette erreur expérimentale, l’âge n’est pas en conflit avec l’âge de l’Univers, soit 13,77 milliards d’années.

de manière plus concise

L'âge de la star est donc d'au moins 13,2 milliards d'années

Il ne fait aucun doute que d'autres travaux sont en cours pour affiner l'âge de l'étoile.

Une question de suivi intéressante serait de savoir comment l’étoile s’était formée si tôt. Autant que je sache, la poussière est nécessaire à la formation d'étoiles plus petites. Et cela a dû être rare pour le moins.

— M.Herzkamp

Dans ce cas, je dirais qu'il est important de noter que les estimations "14,5 +/- 0,8" milliards d'années et "13,9 +/- 0,7 milliards d'années" sont indiquées (en général, j'ai du mal à trouver les détails dans ces papiers) les intervalles de confiance à 95%, c’est-à-dire les limites entre lesquelles il est probable à 95% que la valeur réelle se trouve Cela signifie qu'il y a 5% de chances qu'il se trouve en dehors de ceux-ci. ce qui est petit mais non négligeable. (Peut-être que ce n'est pas comme ça que ça marche en astronomie? Corrigez-moi si je me trompe!)

— Hugh Nolan

@HughNolan me préoccupait également - c'est pourquoi je mettais l'accent sur "dans cette estimation" - mais les articles parlent avec un degré de confiance non négligeable - comme le dit David Hammen dans son excellente réponse, les astronomes ont tendance à utiliser au moins 3 sigma - 99.7% de certitude.

Ah, c'est ce que vous obtenez pour avoir commenté une réponse avant de toutes les lire! Merci Doc.

— Hugh Nolan

Quel est l'âge maximum possible d'une étoile? L'âge de l'univers est de 13,799 ± 0,021 Gy. Les premières étoiles se sont formées à environ ± 0,2 Gy, nous sommes donc tombés à environ 13,58 Gy. HD140283 est de 13,9 ± 0,7 Gy. Donc oui, cela convient, mais il y a toujours un chevauchement assez important entre ces deux intervalles. Ce n’est certainement pas suffisant pour écarter l’hypothèse nulle de ce genre, quel que soit le domaine. La conclusion des auteurs selon laquelle l'âge de l'étoile "n'entre pas en conflit avec l'âge de l'univers" est donc non séquentielle. En tout cas, cette étoile est fort probablement une étoile de première génération; extrêmement intéressant, c'est sûr!

— Rody Oldenhuis

Selon des estimations ultérieures, l'étoile pourrait être aussi vieille que 14,5 milliards d'années (± 0,8 milliard d'années), ce qui est encore plus ancienne que l'âge calculé par l'univers d'environ 13,8 milliards d'années, un dilemme évident.

Il n'y a pas de dilemme. Ce ± 0,8 milliard d’années est important. Soustrayez 0,8 milliard d'années de ce chiffre de 14,5 milliards d'années ( révisé plus tard à 14,27 milliards d'années ) et vous obtiendrez 13,7 milliards d'années, soit moins que l'âge de l'univers. Notez également que l’incertitude de 0,8 milliard d’années est l’erreur type, soit environ un écart-type. Cet âge révisé de 14,27 milliards d'années rend le dilemme pratiquement inexistant. C'est plus ancien que l'âge estimé de l'univers de 0,4 à 0,5 million d'années, et ce n'est pas significatif même au niveau sigma.

Les physiciens des particules utilisent généralement le niveau sigma sur cinq pour faire la distinction entre "presque certain" et "peut-être" (et les physiciens des particules hésitent à publier "maybes"). Les astronomes utilisent généralement un niveau de trois sigma. Même les spécialistes des sciences sociales hésiteraient devant un écart inférieur à un sigma.

— David Hammen
source

Vous dites que "les astronomes utilisent généralement un niveau de trois sigma" mais vous dites également que "l'incertitude de 0,8 milliard d'années correspond à… environ un écart-type". Ce nombre de 0,8 Gyr provient de ce document , alors ... est-ce un écart type ou trois?

— dcsohl

Habituellement, les astronomes citent les erreurs 1 sigma, David dit donc qu’une déviation de 2 ou 3 sigma n’est pas rare. En outre, les astronomes oublient souvent les erreurs systématiques car ils ne savent généralement pas à quel point elles sont grandes. Est-ce que tous les âges stellaires sont éteints parce que nous avons omis quelque chose dans la théorie des étoiles? Par exemple, effets d'une rotation élevée ou de champs magnétiques internes puissants, etc. Même chose pour l'âge de l'univers.

— Eshaya