HD 140283, v odborné a popularizační literatuře přezdívaná Metuzalémská hvězda, je mimořádně starý, na kovy chudý podobr spektrální třídy G a hvězda populace II. Nachází se v souhvězdí Vah ve vzdálenosti přibližně 200,5 světelného roku od Slunce. Patří mezi nejstarší podrobně zkoumané hvězdy a slouží jako referenční objekt pro testování modelů hvězdného vývoje.
Její zdánlivá hvězdná velikost v pásmu V činí 7,205 ± 0,020, takže není viditelná pouhým okem; za vhodných podmínek ji lze pozorovat triedrem nebo menším dalekohledem. Velký vlastní pohyb a vysoká záporná radiální rychlost jsou typické pro její příslušnost ke galaktickému halu. Záporné znaménko radiální rychlosti vyjadřuje, že se hvězda v radiálním směru přibližuje ke Slunci.
Historie výzkumu
HD 140283 se stala významným objektem výzkumu zejména díky spektroskopickým studiím hvězd s neobvykle slabými čarami těžších prvků. V roce 1951 Joseph W. Chamberlain a Lawrence H. Aller provedli podrobnou analýzu spekter HD 140283 a HD 19445. Ukázali, že obě hvězdy mají výrazně slabší spektrální čáry kovů než běžné hvězdy podobné teploty, a tedy podstatně nižší zastoupení těžších prvků.
HD 140283 se následně stala jedním z nejlépe prostudovaných blízkých zástupců hvězd populace II. Díky své jasnosti, blízkosti a nízké metalicitě je využívána ke zkoumání chemického složení galaktického hala a ke kalibraci modelů hvězdného vývoje.
Astrometrie a pohyb Katalog Gaia DR3 uvádí pro HD 140283 paralaxu 16,2672±0,0260 milivteřiny oblouku. Prosté převrácení této paralaxy odpovídá vzdálenosti přibližně 61,47 parseku neboli 200,5 světelného roku. Nejistota vypočtená pouze z uvedené statistické chyby paralaxy činí přibližně 0,10 parseku neboli 0,32 světelného roku. Tento jednoduchý výpočet nezahrnuje případné systematické korekce astrometrie katalogu Gaia.
Gaia DR3 uvádí vlastní pohyb −1115,141 milivteřiny oblouku za rok v rektascenzi a −303,573 milivteřiny oblouku za rok v deklinaci. Radiální rychlost činí −170,101±0,040 km/s. Vysoká rychlost a chemické složení hvězdy odpovídají příslušnosti ke staré populaci galaktického hala.
Fyzikální vlastnosti Spektrální klasifikace G0 IV–V m−5 vyjadřuje přechodné postavení hvězdy mezi hlavní posloupností a podobry. Dodatek m−5 označuje mimořádně slabé spektrální čáry kovů ve srovnání se standardními hvězdami podobného spektrálního typu.
Asteroseismická studie publikovaná v roce 2025 odvodila hmotnost 0,75 ± 0,01 hmotnosti Slunce, poloměr 2,078+0,012−0,011 poloměru Slunce a bolometrickou zářivost 4,43+0,10−0,12 zářivosti Slunce. Efektivní teplota byla určena na 5818+27−34 K.
Asteroseismicky odvozený poloměr je o něco menší než interferometrický poloměr 2,142 ± 0,040 poloměru Slunce, který byl přepočten s využitím úhlového průměru naměřeného soustavou CHARA a paralaxy Gaia DR3.
Starší interferometrická studie využívající přístroj VEGA soustavy CHARA určila úhlový průměr hvězdy a její základní fyzikální vlastnosti. Výsledky současně ukázaly, že odhad hmotnosti a stáří závisí na přijaté mezihvězdné extinkci, chemickém složení a parametrech hvězdných modelů.
Spektroskopická analýza Gallagherové a spoluautorů stanovila horní mez projektované rovníkové rotační rychlosti na v sin i ≤ 3,9 km/s. Nejde o přímo změřenou skutečnou rovníkovou rychlost rotace, protože sklon rotační osy hvězdy vůči pozorovateli není znám.
Stáří HD 140283 se dostala do širšího povědomí po studii publikované v roce 2013, která použila paralaxu 17,15 ± 0,14 milivteřiny oblouku naměřenou pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu. Z této vzdálenosti a z tehdejších modelů hvězdného vývoje vyplynulo stáří 14,46±0,31 miliardy let.
Uvedená chyba zahrnovala pouze nejistotu paralaxy. Po započtení nejistot fyzikálních vlastností a chemického složení hvězdy, zejména zastoupení kyslíku, vzrostla celková odhadovaná nejistota přibližně na 0,8 miliardy let. Výsledek proto nebyl statisticky v rozporu s kosmologicky odvozeným stářím vesmíru.
Pozdější studie dospěly k různým hodnotám v závislosti na použitých pozorovacích údajích a fyzikálních předpokladech. Modelování založené na interferometrických údajích a programu MESA například poskytlo stáří přibližně 12 miliard let, přičemž autoři po zahrnutí hlavních modelových nejistot uváděli chybu přibližně 0,5 miliardy let.
Studie publikovaná v roce 2024 ukázala výraznou závislost odhadovaného stáří na chemickém složení použitém ve hvězdných modelech. Modely s individuálně upravenými abundancemi prvků poskytly stáří přibližně 12,3 miliardy let, zatímco použití chemické směsi škálované podle Slunce vedlo k hodnotě okolo 14 miliard let. Výsledek závisel také na parametru směšovací délky a dalších fyzikálních předpokladech modelu.
První asteroseismická analýza HD 140283 byla publikována v roce 2025 na základě pozorování družice TESS v sektoru 51. Autoři identifikovali oscilace slunečního typu včetně smíšených módů a odvodili stáří 14,2±0,4 miliardy let. Hodnota byla v rámci jedné směrodatné odchylky slučitelná s horní mezí danou stářím vesmíru. Uvedená nejistota však vyjadřuje především vnitřní nejistotu použité sady modelů a nezahrnuje všechny možné systematické chyby hvězdného modelování.
Jednotlivé publikované hodnoty nepředstavují přímá měření stáří, ale výsledky porovnání pozorovaných vlastností hvězdy s různými modely jejího vývoje. Rozdíly mezi nimi odrážejí zejména odlišné chemické směsi, vstupní fyziku a kalibraci modelů.
Chemické složení HD 140283 má velmi nízký obsah železa. Asteroseismické modelování z roku 2025 použilo a odvodilo hodnotu [Fe/H] = −2,23+0,08−0,10. To znamená, že poměr železa k vodíku činí přibližně 0,6 % sluneční hodnoty, tedy je zhruba 170krát nižší než u Slunce.
Hvězda současně vykazuje zvýšené zastoupení alfa prvků vzhledem k železu. Zvlášť důležité je zastoupení kyslíku, protože jeho přijatá hodnota výrazně ovlivňuje polohu modelových vývojových drah a výsledný odhad stáří hvězdy.
Nenulový obsah těžších prvků odpovídá zařazení HD 140283 do populace II. Nejde o hvězdu hypotetické populace III tvořenou téměř výhradně prvotním vodíkem a heliem. Její chemické složení ukazuje, že plyn, z něhož vznikla, byl již obohacen produkty předchozích generací hvězd.
Astrofyzikální význam HD 140283 je díky své blízkosti, vysoké jasnosti, nízké mezihvězdné extinkci a malé metalicitě významným referenčním objektem pro studium hvězd populace II. Je rovněž řazena mezi referenční hvězdy používané při kalibraci astrofyzikálních parametrů mise Gaia.
Pozorování HD 140283 umožňují testovat modely hvězdného vývoje, atomové difuze, konvekce, opacit a vlivu individuálních abundancí prvků na určování stáří hvězd.
Její chemické složení a vysoká prostorová rychlost odpovídají příslušnosti ke galaktickému halu. Přesné určení stáří nejstarších hvězd je důležité také proto, že poskytuje nezávislou dolní mez stáří Mléčné dráhy a vesmíru.
Odkazy Reference
Externí odkazy
Hubble Finds Birth Certificate of Oldest Known Star
Kategorie:Hvězdy v souhvězdí Vah Kategorie:Podobři Kategorie:Objekty v katalogu Henryho Drapera Kategorie:Objekty v katalogu 2MASS Kategorie:Objekty v katalogu Hipparcos Kategorie:Objekty v Glieseho katalogu