על ידי זיהוי כוכבים בעלי מסה והרכב דומים, אסטרונומים יכולים לראות כיצד השמש שלנו הולכת להתפתח בעתיד. כל הקרדיט מגיע ל סוכנות החלל האירופיתמשימת מיפוי הכוכבים של גאיה.
מסד הנתונים מ פרסום הנתונים הגדול השלישי של גאיה (DR3) חשף את התכונות הפנימיות של מאות מיליוני כוכבים, כולל כמה הם חמים, כמה הם גדולים ואיזה מסות הם מכילים.
באותה תקופה, אסטרונומים התמקדו בקטגוריית המראה של "קווים ספקטרליים". ניתן לראות קווים שחורים אלו בקשת הצבעים המפוצלת בפריזמה הנובעת מכוכב.
הכוכבים סודרו ברצף סיווג ספקטרלי המבוסס על עוצמתם של קווים ספקטרליים אלה. מאוחר יותר התגלה כי טמפרטורת הכוכבים נמצאת בקורלציה ישירה לסידור זה. נוצר סיווג מובהק המבוסס על רוחב קווים ספקטרליים ספציפיים. בסופו של דבר התגלה שזה קשור לברק ולגיל של כוכב.
ניתן לחבר את שני המאפיינים הללו כדי לתכנן כל כוכב ב עולם על תרשים בודד. הוא נודע בשם דיאגרמת Hertzsprung-Russell (HR) והוא אחד מעמודי התווך של האסטרופיזיקה. דיאגרמת HR מציגה את הבהירות הפנימית של כוכב מול טמפרטורת פני השטח האפקטיבית שלו. בכך הוא מדגים כיצד כוכבים משתנים במהלך חייהם הארוכים.
בעוד שמסת הכוכב משתנה מעט יחסית במהלך חייו, הטמפרטורה והגודל של הכוכב משתנים במידה ניכרת ככל שהוא מזדקן. שינויים אלה מונעים על ידי סוג תגובות היתוך גרעיני המתרחשות בתוך העופרת באותו זמן.
קרדיט: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
אסטרונומים סרקו את הנתונים בחיפוש אחר תצפיות הכוכבים המדויקות ביותר שהחללית יכולה להציע.
Orlagh Creevey, Observatoire de la Côte d'Azur, צרפת, אמר, "רצינו לקבל מדגם טהור של כוכבים עם מדידות דיוק גבוהות."
הם התמקדו בעיקר בכוכבים עם טמפרטורות פני השטח של בין 3000K ל-10K מכיוון שאלו הכוכבים בעלי החיים הארוכים ביותר בעולם גלקסי ומכאן יכול לחשוף את ההיסטוריה של שביל החלב. בנוסף, הכוכבים הללו הם מועמדים מבטיחים למציאת כוכבי לכת חיצוניים מכיוון שהם דומים בגדול לשמש, בעלת טמפרטורת פני השטח של 6000K.
לאחר מכן, אסטרונומים סיננו את המדגם רק כדי להראות את אותם כוכבים בעלי מסה והרכב כימי זהה לזה של הכוכבים שמש. מכיוון שהם אפשרו לעידן להיות שונה, הכוכבים שהם בחרו התחקו אחר קו על פני דיאגרמת HR המייצגת את התפתחות השמש שלנו מעברה לעתידה. הוא חשף כיצד הכוכב שלנו ישנה את הטמפרטורה והבהירות שלו עם הזדקנותו.
מניתוח זה ניכר כי השמש שלנו תשיג את שיא הטמפרטורה בגיל 8 מיליארד שנים בערך, ולאחר מכן היא תתקרר ותגדל, ותהפוך לכוכב ענק אדום בגיל 10-11 מיליארד שנים. לאחר שלב זה, השמש תתקרב לסוף קיומה כאשר בסופו של דבר היא תהפוך לאפלולית ננס לבן.
קרדיט: ESA/Gaia/DPAC
אורלאג אמר, "מציאת כוכבים הדומים לשמש חיונית להבנת האופן שבו אנו משתלבים ביקום הרחב יותר. אם אנחנו לא מבינים את השמש שלנו - ויש הרבה דברים שאנחנו לא יודעים עליה - איך אנחנו יכולים לצפות להבין את כל הכוכבים האחרים המרכיבים את הגלקסיה הנפלאה שלנו."
"זה מקור לאירוניה שהשמש היא הכוכב הקרוב ביותר והנחקר ביותר שלנו, אך קרבתה מאלצת אותנו לחקור אותו בטלסקופים ומכשירים שונים לחלוטין מאלה שאנו משתמשים בהם כדי להסתכל על שאר הכוכבים. הסיבה לכך היא שהשמש הרבה יותר בהירה משאר הכוכבים. נוכל לגשר על פער תצפיות זה על ידי זיהוי כוכבים דומים לשמש, אך הפעם עם גילאים דומים."
מדענים זיהו אנלוגים לשמש בנתוני גאיה על ידי חיפוש אחר כוכבים עם טמפרטורות, כוח משיכה פני השטח, הרכבים, מסות ורדיוסים שכולם דומים לשמש של ימינו. הם מצאו 5863 כוכבים שתואמים לקריטריונים שלהם.
גאיה יצרה כעת את רשימת היעד, ומאפשרת לאחרים לחפור בהם עמוק יותר. הם רוצים לדעת, בין היתר, אם לכל האנלוגים הסולאריים יש מערכות פלנטריות הדומות לאלו שלנו. האם כל האנלוגים לשמש מסתובבים באותה מהירות כמו השמש?
אורלאג אמר, "עם שחרור נתונים 3, המכשור המדויק ביותר של גאיה אפשר לקבוע את פרמטרי הכוכבים של יותר כוכבים בצורה מדויקת יותר מאי פעם. והדיוק הזה יתגלגל למחקרים רבים אחרים, לדוגמה, הכרת כוכבים בצורה מדויקת יותר יכולה לעזור בעת מחקר גלקסיות, שאורן הוא מיזוג של מיליארדי כוכבים בודדים".
"משימת גאיה נגעה בכל מקום באסטרופיזיקה."
"לכן, כמעט בוודאות, לא רק העבר והעתיד של השמש יהיו אלה שהעבודה הזו עוזרת להאיר."
