Прошлое и будущее Солнца

Идентифицируя звезды аналогичной массы и состава, астрономы могут увидеть, как наше Солнце будет развиваться в будущем. Вся заслуга принадлежит ESAзвездное картографирование миссии Gaia.

База данных из Третий крупный выпуск данных Gaia (DR3) выявил внутренние свойства сотен миллионов звезд, в том числе то, насколько они горячие, насколько они велики и какие массы они содержат.

В то время астрономы сосредоточились на классификации появления «спектральных линий». Эти черные линии можно увидеть в расщепленной призмой радуге цветов, которая возникает из-за звезды. 

Звезды были расположены в последовательности спектральной классификации на основе интенсивности этих спектральных линий. Позже было обнаружено, что температура звезд напрямую связана с этим расположением. Была создана четкая классификация на основе ширины определенных спектральных линий. В конце концов выяснилось, что это связано с яркостью и возрастом звезды.

Эти две характеристики можно соединить, чтобы нарисовать каждую звезду в Вселенная на одной схеме. Она стала известна как диаграмма Герцшпрунга-Рассела (HR) и является одним из столпов астрофизики. Диаграмма HR отображает внутреннюю яркость звезды в зависимости от ее эффективной температуры поверхности. Делая это, он демонстрирует, как звезды меняются на протяжении своей долгой жизни.

В то время как масса звезды относительно мало меняется в течение ее жизни, температура и размер звезды значительно меняются по мере ее старения. Эти изменения обусловлены типом реакций ядерного синтеза, которые происходят внутри свинца в то время.

Астрономы прочесали данные в поисках наиболее точных звездных наблюдений, которые мог предложить космический корабль.

Орлах Криви, Обсерватория Лазурного Берега, Франция, сказал: «Мы хотели получить чистую выборку звезд с высокоточными измерениями».

Они в основном сосредоточились на звездах с температурой поверхности от 3000 до 10 000 К, потому что это самые долгоживущие звезды в мире. Galaxy и, следовательно, может раскрыть историю Млечного Пути. Кроме того, эти звезды являются многообещающими кандидатами для поиска экзопланет, потому что они в целом похожи на Солнце, температура поверхности которого составляет 6000 К.

Затем астрономы отфильтровали выборку только для того, чтобы показать те звезды с той же массой и химическим составом, что и модель. Вс. Поскольку они позволили возрасту быть разным, выбранные ими звезды в конечном итоге очерчивали линию на диаграмме HR, представляющую эволюцию нашего Солнца из его прошлого в будущее. Он показал, как наша звезда будет менять свою температуру и светимость по мере старения.

Из этого анализа видно, что наше Солнце достигнет своего пика температуры примерно в возрасте 8 миллиардов лет, после чего остынет и увеличится, превратившись в красную гигантскую звезду в возрасте около 10–11 миллиардов лет. После этой стадии Солнце подойдет к концу своего существования, когда оно в конце концов превратится в тусклое белый Гном.

Орлах сказал, «Обнаружение звезд, похожих на Солнце, необходимо для понимания того, как мы вписываемся в более широкую Вселенную. Если мы не понимаем наше собственное Солнце — а мы многого о нем не знаем — как мы можем ожидать понимания всех других звезд, составляющих нашу замечательную Галактику».

«Некоторая ирония заключается в том, что Солнце является нашей ближайшей, наиболее изученной звездой, но его близость заставляет нас изучать его с помощью совершенно других телескопов и инструментов, отличных от тех, которые мы используем для наблюдения за остальными звездами. Это потому, что Солнце намного ярче, чем другие звезды. Мы можем преодолеть этот пробел в наблюдениях, идентифицируя звезды, похожие на Солнце, но на этот раз с аналогичным возрастом».

Ученые определили солнечные аналоги в данных Gaia, ища звезды с температурой, гравитацией на поверхности, составом, массой и радиусом, которые все похожи на современное Солнце. Они нашли 5863 звезды, соответствующие их критериям.

Теперь Gaia создала список целей, позволяя другим копаться в них глубже. Они хотят знать, среди прочего, все ли солнечные аналоги имеют планетные системы, сравнимые с нашей собственной. Все ли солнечные аналоги вращаются с той же скоростью, что и Солнце?

Орлах сказал, «С выпуском данных 3 в высшей степени точные инструменты Gaia позволили определить звездные параметры большего количества звезд более точно, чем когда-либо прежде. И эта точность отразится на многих других исследованиях. Например, более точное знание звезд может помочь при изучении галактик, свет которых представляет собой слияние миллиардов отдельные звезды".

«Миссия Gaia коснулась всего в астрофизике».

«Поэтому почти наверняка эта работа поможет осветить не только прошлое и будущее Солнца».