ด้วยการระบุดาวฤกษ์ที่มีมวลและองค์ประกอบใกล้เคียงกัน นักดาราศาสตร์สามารถเห็นได้ว่าดวงอาทิตย์ของเราจะวิวัฒนาการอย่างไรในอนาคต เครดิตทั้งหมดไปที่ อีเอสเอภารกิจการทำแผนที่ดาวของ Gaia
ฐานข้อมูลจาก การเปิดเผยข้อมูลหลักที่สามของ Gaia (DR3) เปิดเผยคุณสมบัติที่แท้จริงของดาวหลายร้อยล้านดวง รวมถึงความร้อน ความใหญ่ และมวลของดาว
ในขณะนั้น นักดาราศาสตร์มุ่งเน้นไปที่การจัดหมวดหมู่ลักษณะที่ปรากฏของ "เส้นสเปกตรัม" เส้นสีดำเหล่านี้สามารถเห็นได้ในรุ้งสีรุ้งที่แยกจากปริซึมซึ่งเป็นผลมาจากดาว
ดาวฤกษ์ถูกจัดเรียงตามลำดับสเปกตรัมตามความเข้มของเส้นสเปกตรัมเหล่านี้ ในเวลาต่อมาพบว่าอุณหภูมิของดาวฤกษ์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการจัดเรียงนี้ การจำแนกประเภทที่แตกต่างกันถูกสร้างขึ้นตามความกว้างของเส้นสเปกตรัมที่เฉพาะเจาะจง ในที่สุดก็พบว่าสิ่งนี้เชื่อมโยงกับความฉลาดและอายุของดวงดาว
ลักษณะทั้งสองนี้สามารถเชื่อมต่อเพื่อพล็อตดาวทุกดวงใน จักรวาล บนไดอะแกรมเดียว เป็นที่รู้จักกันในชื่อไดอะแกรม Hertzsprung-Russell (HR) และเป็นหนึ่งในเสาหลักของฟิสิกส์ดาราศาสตร์ แผนภาพ HR แสดงความสว่างที่แท้จริงของดาวเทียบกับอุณหภูมิพื้นผิวที่มีประสิทธิภาพ การทำเช่นนี้จะแสดงให้เห็นว่าดวงดาวเปลี่ยนแปลงไปตลอดช่วงอายุขัยของพวกมันอย่างไร
แม้ว่ามวลของดาวฤกษ์จะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อยในช่วงอายุของมัน แต่อุณหภูมิและขนาดของดาวนั้นแตกต่างกันอย่างมากตามอายุ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากประเภทของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่เกิดขึ้นภายในตะกั่วในขณะนั้น
เครดิต: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
นักดาราศาสตร์รวบรวมข้อมูลเพื่อค้นหาการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ที่แม่นยำที่สุดที่ยานอวกาศสามารถนำเสนอได้
Orlagh Creevey หอดูดาวเดอลาโกตดาซูร์ ประเทศฝรั่งเศส กล่าวว่า “เราต้องการมีตัวอย่างดาวฤกษ์บริสุทธิ์ที่มีการวัดค่าที่มีความแม่นยำสูง”
พวกเขามุ่งเน้นไปที่ดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวระหว่าง 3000K ถึง 10K เป็นหลักเพราะเป็นดาวฤกษ์ที่มีอายุยาวนานที่สุดใน กาแล็กซี และด้วยเหตุนี้จึงสามารถเปิดเผยประวัติของทางช้างเผือกได้ นอกจากนี้ ดาวเหล่านี้ยังมีแนวโน้มว่าจะเป็นตัวเลือกในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์อย่างมาก ซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิว 6000K
ต่อมา นักดาราศาสตร์กรองตัวอย่างเพียงเพื่อแสดงดาวเหล่านั้นที่มีมวลและองค์ประกอบทางเคมีเท่ากับ ดวงอาทิตย์. เนื่องจากพวกมันปล่อยให้อายุต่างกันไป ดวงดาวที่พวกเขาเลือกจึงลงเอยด้วยการลากเส้นข้ามไดอะแกรม HR ที่แสดงถึงวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์ของเราจากอดีตสู่อนาคต มันเผยให้เห็นว่าดาวของเราจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความส่องสว่างของมันอย่างไรเมื่ออายุมากขึ้น
จากการวิเคราะห์นี้เห็นได้ชัดว่าดวงอาทิตย์ของเราจะบรรลุอุณหภูมิสูงสุดที่อายุประมาณ 8 พันล้านปี หลังจากนั้นดวงอาทิตย์จะเย็นลงและขยายใหญ่ขึ้น กลายเป็นดาวยักษ์แดงที่มีอายุประมาณ 10-11 พันล้านปี หลังจากขั้นตอนนี้ ดวงอาทิตย์จะเข้าใกล้จุดสิ้นสุดของการดำรงอยู่ของมันเมื่อในที่สุดมันก็จะเปลี่ยนเป็นสลัว ดาวแคระขาว.
เครดิต: ESA/Gaia/DPAC
ออร์ลาห์กล่าวว่า “การค้นหาดาวที่คล้ายกับดวงอาทิตย์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจว่าเราเข้ากับจักรวาลที่กว้างขึ้นได้อย่างไร หากเราไม่เข้าใจดวงอาทิตย์ของเราเอง และมีหลายสิ่งที่เราไม่รู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์ เราจะคาดหวังที่จะเข้าใจดาวดวงอื่นๆ ทั้งหมดที่ประกอบเป็นกาแล็กซีอันแสนวิเศษได้อย่างไร”
“มันเป็นที่มาของการประชดว่าดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดและมีการศึกษามากที่สุดของเรา แต่ความใกล้ชิดของมันบังคับให้เราศึกษามันด้วยกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงจากที่เราใช้ในการดูดาวฤกษ์ที่เหลือ นี่เป็นเพราะดวงอาทิตย์สว่างกว่าดาวดวงอื่นมาก เราสามารถเชื่อมช่องว่างการสังเกตนี้ด้วยการระบุดาวฤกษ์ที่คล้ายกันกับดวงอาทิตย์ แต่คราวนี้มีอายุใกล้เคียงกัน”
นักวิทยาศาสตร์ระบุแอนะล็อกของดวงอาทิตย์ในข้อมูล Gaia โดยการมองหาดาวที่มีอุณหภูมิ ความโน้มถ่วงของพื้นผิว องค์ประกอบ มวล และรัศมีที่ใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน พวกเขาพบ 5863 ดาวที่ตรงกับเกณฑ์ของพวกเขา
ตอนนี้ Gaia ได้สร้างรายการเป้าหมายแล้ว ทำให้ผู้อื่นสามารถเจาะลึกเข้าไปในเป้าหมายได้ พวกเขาต้องการทราบ เหนือสิ่งอื่นใด ว่าโซลาร์แอนะล็อกทั้งหมดมีระบบดาวเคราะห์ที่เทียบได้กับระบบของเราหรือไม่ โซลาร์แอนะล็อกทั้งหมดหมุนด้วยความเร็วเท่ากันกับดวงอาทิตย์หรือไม่?
ออร์ลาห์กล่าวว่า “ด้วยข้อมูลที่เผยแพร่ 3 เครื่องมือวัดที่แม่นยำที่สุดของ Gaia ช่วยให้สามารถระบุพารามิเตอร์ของดวงดาวของดาวจำนวนมากได้อย่างแม่นยำมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา และความแม่นยำนั้นจะส่งผลต่อการศึกษาอื่นๆ อีกมาก ตัวอย่างเช่น การรู้ดาวให้แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถช่วยในการศึกษาดาราจักรซึ่งแสงเป็นการรวมตัวของหลายพันล้าน ดาราแต่ละคน".
“ภารกิจ Gaia ได้สัมผัสทุกหนทุกแห่งในวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์”
“ดังนั้น เกือบจะแน่นอน ไม่เพียงแต่จะเป็นอดีตและอนาคตของดวงอาทิตย์เท่านั้นที่งานนี้จะช่วยส่องสว่าง”
