من خلال تحديد النجوم ذات الكتلة والتكوين المتشابهين ، يمكن لعلماء الفلك أن يروا كيف ستتطور شمسنا في المستقبل. يذهب كل الفضل إلى ESAمهمة Gaia لرسم خرائط النجوم.
قاعدة البيانات من الإصدار الثالث للبيانات الرئيسية لـ Gaia كشف (DR3) عن الخصائص الجوهرية لمئات الملايين من النجوم ، بما في ذلك مدى حرارتها وحجمها والكتل التي تحتوي عليها.
في ذلك الوقت ، ركز علماء الفلك على تصنيف ظهور "الخطوط الطيفية". يمكن رؤية هذه الخطوط السوداء في قوس قزح المنشور من الألوان الناتج عن النجم.
تم ترتيب النجوم في تسلسل تصنيف طيفي بناءً على شدة هذه الخطوط الطيفية. تم اكتشاف درجة حرارة النجوم لاحقًا لتكون مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بهذا الترتيب. تم إنشاء تصنيف مميز بناءً على عرض خطوط طيفية محددة. تم العثور على هذا في النهاية ليكون مرتبطًا بتألق النجم وعمره.
يمكن ربط هاتين الخاصيتين برسم كل نجم في الكون على مخطط واحد. أصبح يُعرف باسم مخطط Hertzsprung-Russell (HR) وهو أحد أعمدة الفيزياء الفلكية. يعرض مخطط معدل ضربات القلب السطوع الجوهري للنجم مقابل درجة حرارة سطحه الفعالة. من خلال القيام بذلك ، فإنه يوضح كيف تتغير النجوم طوال حياتها الطويلة.
بينما تتغير كتلة النجم قليلاً نسبيًا خلال حياته ، تختلف درجة حرارة النجم وحجمه بشكل كبير مع تقدم العمر. هذه التغييرات مدفوعة بنوع تفاعلات الاندماج النووي التي تحدث داخل الرصاص في ذلك الوقت.
الائتمان: ESA / Gaia / DPAC، CC BY-SA 3.0 IGO
قام علماء الفلك بتمشيط البيانات بحثًا عن أدق الملاحظات النجمية التي يمكن أن تقدمها المركبة الفضائية.
قال أورلا كريفي ، مرصد لا كوت دازور ، فرنسا ، "أردنا الحصول على عينة نقية من النجوم بقياسات عالية الدقة."
ركزوا بشكل أساسي على النجوم ذات درجات حرارة سطح تتراوح بين 3000 كلفن و 10 كلفن لأن هذه النجوم هي الأطول عمراً في العالم Galaxy وبالتالي يمكن أن تكشف عن تاريخ مجرة درب التبانة. بالإضافة إلى ذلك ، تعد هذه النجوم مرشحة واعدة للعثور على الكواكب الخارجية لأنها تشبه إلى حد كبير الشمس ، التي تبلغ درجة حرارة سطحها 6000 كلفن.
بعد ذلك ، قام علماء الفلك بتصفية العينة فقط لإظهار تلك النجوم التي لها نفس الكتلة والتركيب الكيميائي مثل تعرض جيد للشمس. نظرًا لأنهم سمحوا بأن يكون العمر مختلفًا ، انتهى الأمر بالنجوم التي اختاروها بتتبع خط عبر مخطط الموارد البشرية يمثل تطور شمسنا من ماضيها إلى مستقبلها. لقد كشفت كيف يتغير نجمنا في درجة حرارته وإشراقه مع تقدمه في العمر.
يتضح من هذا التحليل أن شمسنا ستصل إلى ذروتها في درجة الحرارة عند حوالي 8 مليارات سنة من العمر ، وبعد ذلك ستبرد وتتضخم وتتحول إلى نجم عملاق أحمر يبلغ عمره حوالي 10-11 مليار سنة. بعد هذه المرحلة ، ستقترب الشمس من نهاية وجودها عندما تتحول في النهاية إلى قاتمة قزم ابيض.
الائتمان: ESA / Gaia / DPAC
قال أورلاج ، "إن العثور على نجوم شبيهة بالشمس ضروري لفهم كيفية ملاءمتنا للكون الأوسع. إذا لم نفهم شمسنا - وهناك العديد من الأشياء التي لا نعرف عنها - كيف يمكننا أن نتوقع فهم كل النجوم الأخرى التي تشكل مجرتنا الرائعة ".
"إنه مصدر لبعض المفارقة أن الشمس هي أقرب نجم لدينا وأكثرها دراسة ، ومع ذلك فإن قربها يجبرنا على دراستها باستخدام تلسكوبات وأدوات مختلفة تمامًا عن تلك التي نستخدمها للنظر إلى بقية النجوم. هذا لأن الشمس أكثر إشراقًا من النجوم الأخرى. يمكننا سد هذه الفجوة في الرصد من خلال تحديد نجوم مشابهة للشمس ، ولكن هذه المرة بأعمار متشابهة ".
حدد العلماء نظائرها الشمسية في بيانات Gaia من خلال البحث عن النجوم ذات درجات الحرارة والجاذبية السطحية والتركيبات والكتل وأنصاف الأقطار التي تشبه جميعها الشمس الحالية. وجدوا 5863 نجمة تطابق معاييرهم.
أنشأ Gaia الآن قائمة الأهداف ، مما يسمح للآخرين بالتعمق فيها. إنهم يريدون أن يعرفوا ، من بين أشياء أخرى ، ما إذا كانت جميع النظائر الشمسية لها أنظمة كوكبية يمكن مقارنتها بأنظمتنا. هل جميع نظائرها الشمسية تدور بنفس سرعة الشمس؟
قال أورلاج ، "مع إصدار البيانات 3 ، سمحت أجهزة Gaia الدقيقة للغاية بتحديد المعلمات النجمية لعدد أكبر من النجوم بدقة أكبر من أي وقت مضى. وستمتد هذه الدقة إلى العديد من الدراسات الأخرى ، على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد معرفة النجوم بشكل أكثر دقة عند دراسة المجرات التي يكون ضوءها اندماج مليارات من النجوم الفردية".
"لقد تطرقت مهمة Gaia في كل مكان في الفيزياء الفلكية."
"لذلك ، من شبه المؤكد ، لن يكون فقط ماضي الشمس ومستقبلها الذي يساعد هذا العمل في إلقاء الضوء عليه."
