Matusalén: la estrella más antigua del universo

La estrella más antigua del universo es HD140283, o Matusalén, como se la conoce comúnmente. Los astrónomos calculan que tiene unos 14.460 millones de años, más antigua que el propio universo.

Lourdes Fernández

Vista de la situación de Matusalén en el cielo.
Vista de la situación de Matusalén en el cielo.

En 2000, los científicos buscaron fechar lo que pensaban que era la estrella más antigua del universo. Hicieron observaciones a través del satélite Hipparcos, de la Agencia Espacial Europea (ESA), y estimaron que HD140283, o Matusalén, como se le conoce comúnmente, tenía unos asombrosos 16 mil millones de años.

Tal cifra era bastante desconcertante. Después de todo, la edad del universo, determinada a partir de las observaciones del fondo cósmico de microondas, es de 13. 800 millones de años, entonces, ¿cómo puede una estrella ser más antigua que el universo?

Se propuso descubrir la verdad y probar la precisión de la cifra. Sus conclusiones fueron igual de alucinantes

"Fue una discrepancia seria", dice el astrónomo Howard Bond, de la Universidad Estatal de Pensilvania, que, con sus colegas, se propuso descubrir la verdad y probar la precisión de la cifra. Sus conclusiones fueron igual de alucinantes.

Los astrónomos comenzaron a observar a Matusalén, llamado así en referencia al patriarca bíblico que se dice que murió a los 969 años, lo que lo convierte en el más longevo de todas las figuras de la Biblia, hace más de 100 años. La curiosa estrella se encuentra a unos 190 años luz de la Tierra en la constelación de Libra y viaja rápidamente por el cielo a 800.000 mph (1,3 millones de kilómetros por hora).

Estaba claro que la estrella era vieja. El subgigante pobre en metales está hecho predominantemente de hidrógeno y helio y contiene muy poco hierro. Tal composición significaba que Matusalén debió haber surgido cuando el helio y el hidrógeno dominaban el universo y antes de que el hierro se convirtiera en algo común.

Matusalén podría ser más vieja que el universo.
Matusalén podría ser más vieja que el universo.

Pero, ¿realmente Matusalén podría ser más de dos mil millones de años mayor que su entorno? Seguramente, eso no es posible. O la estrella era más antigua que el universo o el universo no era tan "joven" como los científicos pensaban que era. O, tal vez, la datación simplemente estaba mal. ¿Qué iba a ser?

Investigando la edad de Matusalén

No se podía ignorar un misterio de esta magnitud, por lo que Bond y sus colegas intentaron descubrir la verdad analizando 11 conjuntos de observaciones que se habían registrado entre 2003 y 2011.

Estas observaciones habían sido realizadas por los sensores de guía fina del telescopio espacial Hubble, que notaron las posiciones, distancias y producción de energía de las estrellas. Al adquirir medidas de paralaje, espectroscopia y fotometría, los científicos pudieron determinar un mejor sentido de la edad.

Trabajaron en la idea de que el helio sobrante se difunde más profundamente en el núcleo, dejando menos hidrógeno para quemar a través de la fusión nuclear. Con el combustible utilizado más rápido, la edad se reduce

"Una de las incertidumbres con la edad de HD 140283 fue la distancia precisa de la estrella", explicó Bond. "Era importante hacerlo bien porque podemos determinar mejor su luminosidad y, a partir de eso, su edad: cuanto más brillante es la luminosidad intrínseca, más joven es la estrella.

Bond agrega que también hubo incertidumbres en el modelado teórico de las estrellas, como las tasas exactas de las reacciones nucleares en el núcleo y la importancia de los elementos que se difunden hacia abajo en las capas exteriores. Entonces trabajaron en la idea de que el helio sobrante se difunde más profundamente en el núcleo, dejando menos hidrógeno para quemar a través de la fusión nuclear. Con el combustible utilizado más rápido, la edad se reduce.

Las observaciones fueron realizadas por los sensores de guía fina del telescopio espacial Hubble.
Las observaciones fueron realizadas por los sensores de guía fina del telescopio espacial Hubble.

"Otro factor importante fue, entre todas las cosas, la cantidad de oxígeno en la estrella", dijo Bond. Matusalen tenía una proporción de oxígeno a hierro superior a la predicha y, dado que el primero no abundó en el universo durante unos pocos millones de años, se apuntaba, nuevamente, a una edad más baja para esta estrella.

Como resultado de todo este trabajo, Bond y sus colaboradores estimaron que la edad de HD 140283 es ​​de 14.460 millones de años. Fue una reducción significativa de los 16 mil millones reclamados anteriormente, pero aún era más que la edad del universo mismo.

Los científicos plantearon una incertidumbre de 800 millones de años, lo que, según Bond, hace que la edad de la estrella sea compatible con la edad del universo

En ese sentido, el estudio no aclaró el misterio y, a primera vista, simplemente aseguró que Matusalén siguiera siendo una curiosidad. Pero los científicos plantearon una incertidumbre de 800 millones de años, lo que, según Bond, hace que la edad de la estrella sea compatible con la edad del universo.

"Como todas las estimaciones medidas, está sujeta a errores aleatorios y sistemáticos", indicó el físico Robert Matthews, de la Universidad de Aston en Birmingham, Reino Unido, que no participó en el estudio.

Cúmulos estelares en el espacio exterior .
Cúmulos estelares en el espacio exterior.

Otros estudios bajaron un poco más la edad de Matusalén. Así, se actualizó la edad de la estrella a 14,27 mil millones de años. "Nuevamente, si uno incluye todas las fuentes de incertidumbre, tanto en las mediciones de observación como en el modelado teórico, el error es de aproximadamente 700 u 800 millones de años, por lo que no hay conflicto, porque 13.800 millones de años se encuentran dentro de la barra de error de la estrella", declaró Bond.

Además, en mayo de 2021, otro grupo de astrónomos revisó las mejores estimaciones de la edad y la masa de Matusalén y, después de modelar cómo cambian las estrellas con el tiempo, afirmó que su edad es de 12 000 millones de años. Esta cifra todavía hace que Matusalén sea extremadamente vieja (el Sol, en comparación, es solo un niño de 4.600 millones de años), pero pone su edad dentro de la del universo.

Los astrónomos en una conferencia internacional, en julio de 2019, quedaron desconcertados por los estudios que sugerían diferentes edades para el universo

Sin embargo, por otro lado, Matthews cree que el problema aún no se ha resuelto. Los astrónomos en una conferencia internacional de los mejores cosmólogos en el Instituto Kavli de Física Teórica en Santa Bárbara, California, en julio de 2019, quedaron desconcertados por los estudios que sugerían diferentes edades para el universo.

Lejos de tener 13.800 millones de años, según lo estimado por las mediciones detalladas de la radiación cósmica del telescopio espacial europeo Planck en 2013, el universo puede tener tan solo 11.400 millones de años. Si ese es, de hecho, el caso, entonces Matusalén es nuevamente más antiguo que el universo. El misterio sigue sin resolverse.

Fuente: Space.com.

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