Grazie a Gaia sappiamo esattamente come e quando il sole muore

Il nostro sole è condannato. Tra miliardi di anni, il Sole esaurirà il carburante a idrogeno e si trasformerà in una gigante rossa prima di diventare una nana bianca. È una storia ben nota e gli astronomi l’hanno compresa per decenni. Ora, grazie agli ultimi dati di Gaia, conosciamo più in dettaglio il futuro del Sole.

La linea temporale della civiltà umana è solo un lampo nella vita di una stella. Non siamo in giro abbastanza a lungo per assistere alla nascita, vita e morte di una stella. Ma possiamo capire l’evoluzione stellare osservando altre stelle che possono essere più vecchie o più giovani del Sole. È simile a come potresti capire come vivono e muoiono gli umani guardando a Un gruppo di foto scattate tutte contemporaneamente in un giorno. Una delle prime istantanee dell’evoluzione delle stelle è stata realizzata all’inizio del 1900. Prima come foglio di calcolo di Ignar Hertzprung nel 1905, ma più famoso disegnato da Henry Norris Russell nel 1914 come foglio di calcolo. Ora noti come diagrammi di Herzsprung-Russell, o diagrammi HR, tracciano il colore o lo strato spettrale di una stella rispetto alla sua magnitudine assoluta. Il colore è una misura della temperatura di una stella e la magnitudine assoluta è una misura della sua dimensione.

Primo schema HR vs moderno schema Gaia. Credito: a sinistra, Russell. Esatto, ESA/GAYA

Le prime carte HR contenevano solo dati per circa 300 stelle, ma fino ad allora era chiaro che la maggior parte delle stelle giaceva lungo un percorso lineare noto come sequenza principale. Poiché la maggior parte delle stelle rientra nella sequenza principale, ha senso che le stelle trascorrano la maggior parte della loro vita come stelle della sequenza principale. Le stelle piccole brillano a temperature più basse, mentre le stelle più grandi bruciano a temperature più elevate. I grafici HR mostravano che alcune stelle come le giganti rosse erano grandi ma belle, e altre conosciute come nane bianche erano piccole e calde, ma queste erano le eccezioni. Man mano che gli astronomi raccoglievano più dati, sono stati in grado di vedere come le stelle della sequenza principale più grandi sono entrate in uno stadio gigante prima di diventare nane bianche o stelle di neutroni. In generale, la massa di una stella determina la durata della sua vita e il suo destino.

Ora sappiamo che mentre la massa di una stella è un aspetto importante dell’evoluzione stellare, anche la sua composizione chimica gioca un ruolo importante. Due stelle simili per massa ma diverse per composizione possono avere età molto diverse. È qui che entra in gioco il sondaggio Gaia. Mentre le prime indagini stellari includevano centinaia o migliaia di stelle, Gaia ne ha più di un miliardo. Nell’ultimo rilascio di dati, il team di Gaia ha creato un grafico delle risorse umane di oltre 4 milioni di stelle entro 5.000 anni luce dalla Terra. Per queste stelle, conosciamo non solo la loro dimensione e temperatura spettrale, ma anche la loro composizione chimica. Ciò significa che il team di Gaia può creare un diagramma HR di stelle con massa e composizione simili a quelle del Sole. Il risultato traccia il percorso evolutivo delle stelle simili al sole dalla sequenza principale alle giganti rosse. Sulla base dei dati, il Sole raggiungerà la sua temperatura massima all’età di 8 miliardi di anni, quindi si sposterà verso una fase di gigante rossa prima di morire infine a circa 11 miliardi di anni.

Il percorso di stelle simili mostra il destino del Sole. Credito: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Il team di Gaia ha anche trovato quasi 6.000 stelle vicino ai gemelli del Sole, che hanno massa, temperatura, composizione ed età simili. Osservando queste stelle, gli astronomi capiranno meglio se il nostro Sole è tipico. Ad esempio, queste altre stelle hanno cicli solari simili al Sole? Alcune persone attraversano periodi di intensi brillamenti solari o sono più o meno stabili come il sole?

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Con così tanti dati raccolti, Gaia sta rivelando nuovi dettagli sulla nostra stella, su come potrebbe comportarsi nel prossimo futuro e su come morirà in un lontano futuro. Sappiamo da molto tempo che la fine è vicina al sole, ma stiamo solo iniziando a imparare come e quando arriverà la fine.

Riferimento: Creevey, OL, et al. “Gaia Data Release 3: Sistema di inferenza dei parametri astrofisici (Apsis) – Metodi e panoramica dei contenuti. ” prestampa di arXiv arXiv: 2206.05864 (2022).

Giustina Rizzo

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