Une étoile pauvre en métaux située à seulement 190 années-lumière du Soleil a 14,46 + -0,80 milliard d'années, ce qui implique que l'étoile est presque aussi vieille que l'Univers! Ces résultats sont ressortis d'une nouvelle étude dirigée par Howard Bond. Ces étoiles pauvres en métaux sont (super) importantes pour les astronomes car elles fixent une limite inférieure indépendante pour l'âge de l'Univers, qui peut être utilisée pour corroborer les estimations d'âge inférées par d'autres moyens.
Dans le passé, les analyses des amas globulaires et de la constante de Hubble (taux d'expansion de l'Univers) ont donné des âges très différents pour l'Univers et ont été compensés par des milliards d'années! D'où l'importance de l'étoile (désignée HD 140283) étudiée par Bond et ses coauteurs.
"Dans les erreurs, l'âge de HD 140283 n'est pas en conflit avec l'âge de l'Univers, 13,77 ± 0,06 milliard d'années, basé sur le fond des micro-ondes et la constante de Hubble, mais il doit s'être formé peu de temps après le big bang." l'équipe a noté.
Les étoiles pauvres en métaux peuvent être utilisées pour limiter l'âge de l'Univers, car la teneur en métal est généralement un indicateur de l'âge. Des métaux plus lourds se forment généralement dans les explosions de supernovae, qui polluent le milieu interstellaire environnant. Les étoiles nées par la suite de ce milieu sont plus enrichies en métaux que leurs prédécesseurs, chaque génération successive s'enrichissant de plus en plus. En effet, le HD 140283 présente moins de 1% de la teneur en fer du Soleil, ce qui donne une indication de son âge appréciable.
HD 140283 avait été utilisé précédemment pour limiter l'âge de l'Univers, mais les incertitudes liées à sa distance estimée (à cette époque) rendaient la détermination de l'âge quelque peu imprécise. L'équipe a donc décidé d'obtenir une distance nouvelle et améliorée pour le HD 140283 en utilisant le télescope spatial Hubble (HST), notamment via l'approche de parallaxe trigonométrique. L'incertitude de distance pour HD 140283 a été significativement réduite par rapport aux estimations existantes, résultant ainsi en une estimation d'âge plus précise pour l'étoile.
L'équipe a appliqué les dernières pistes évolutives (essentiellement, des modèles informatiques qui retracent l'évolution de la luminosité et de la température d'une étoile en fonction du temps) au HD 140283 et en a dérivé un âge de 14,46 + -0,80 milliard d'années (voir figure ci-dessus). Pourtant, l'incertitude associée pourrait être encore atténuée en augmentant la taille de l'échantillon d'étoiles (très) pauvres en métaux avec des distances précises, de concert avec la tâche sans fin d'améliorer les modèles informatiques utilisés pour délimiter la trajectoire évolutive d'une étoile. Une moyenne calculée à partir de cet échantillon fournirait une limite inférieure ferme pour l'âge de l'Univers. La fiabilité de l'âge déterminé dépend également de la détermination précise de la teneur en métal de l'échantillon. Cependant, il se peut que nous n'ayons pas à attendre longtemps, comme Don VandenBerg (UVic) l'a gentiment relayé à Space Magazine, "un article étendu sur HD 140283, et les autres cibles [similaires] pour lesquelles nous avons amélioré les parallaxes [distances]".
Comme indiqué au début, les analyses des amas globulaires et de la constante de Hubble ont donné des âges très différents pour l'Univers. D'où la motivation de Bond et al. Étude de 2013, qui visait à déterminer un âge pour l'étoile pauvre en métaux HD 140283 qui pourrait être comparé aux estimations d'âge existantes pour l'Univers. Les âges divergents provenaient en partie des incertitudes dans l'échelle de distance cosmique, car la détermination de la constante de Hubble reposait sur l'établissement de distances (précises) aux galaxies. Les estimations historiques de la constante de Hubble variaient de 50 à 100 km / s / Mpc, ce qui définit une répartition par âge pour l'Univers d'environ 10 milliards d'années.
L'écart susmentionné dans les estimations constantes de Hubble n'était certainement pas satisfaisant, et les astronomes ont reconnu que des résultats fiables étaient nécessaires. L'un des principaux objectifs envisagés pour la TVH était de réduire les incertitudes associées à la constante de Hubble à <10%, fournissant ainsi une meilleure estimation de l'âge de l'Univers. Les estimations actuelles de la constante de Hubble, liées aux données de la TVH, semblent s'étendre sur une plage plus petite (64-75 km / s / Mpc), la moyenne impliquant un âge proche de ~ 14 milliards d'années.
La détermination d'un âge fiable pour les étoiles dans les amas globulaires dépend également de la disponibilité d'une distance fiable, et l'équipe note qu '«il n'est pas encore clair si les âges des amas globulaires sont compatibles avec l'âge de l'Univers [prédit à partir de la constante de Hubble et autres moyens]. » Les amas globulaires fixent une limite inférieure à l'âge de l'Univers, et leur âge devrait être inférieur à celui déduit de la constante de Hubble (et des paramètres cosmologiques).
En somme, l'étude réaffirme qu'il existe de vieilles étoiles errant dans le voisinage solaire qui peuvent être utilisées pour limiter l'âge de l'Univers (~ 14 milliards d'années). Le Soleil, en comparaison, a environ 4,5 milliards d'années.
Les résultats de l’équipe apparaîtront dans les lettres du journal astrophysique et une préimpression est disponible sur arXiv. Les coauteurs de l'étude sont E. Nelan, D. VandenBerg, G. Schaefer et D. Harmer. Le lecteur intéressé désirant des informations complètes trouvera les ouvrages suivants pertinents: Pont et al. 1998, VandenBerg 2000, Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012.
