Найдетальніше розкрито майбутнє нашого Сонця

Завдяки останнім даним, отриманим від місії ЄКА “Gaia”, астрономи найточніше визначили минуле Сонця та те, як наше світило розвиватиметься у майбутньому: коли стане найгарячішим, охолоне, збільшиться та досягне кінця свого життя.

Про це розповідають в Європейському космічному агентстві (ЄКА), передають OstanniPodii.com.

Недавно було оприлюднено третій великий випуск даних Gaia (DR3), одним з основних продуктів якого стала база даних про властивості сотень мільйонів зірок. Ці параметри включають температуру, розмір і масу зірок.

Новини за подібною темою:

		У стародавніх кільцях дерев віком 14 300 років ідентифіковано найбільшу в історії сонячну бурю
		Виявлено підказки, які можуть допомогти вченим передбачати сонячні спалахи

Gaia знімає виключно точні показники про видиму яскравість зірки, як її видно із Землі, та її колір. Перетворення цих основних спостережних характеристик у притаманні властивості зірки – копітка робота.

При вилученні таких астрофізичних параметрів зі спостережень Gaia команда спиралася на здобуття астрономів з обсерваторії Гарвардського коледжу наприкінці 19-го та на початку 20-го століть.

На той час зусилля астрономів зосереджувалися на класифікації "спектральних ліній". Це темні лінії, які з′являються у веселці кольорів, що утворюється під час поділу світла зірки за допомогою призми. Тоді була розроблена послідовність спектральної класифікації, яка впорядкувала зорі відповідно до сили цих спектральних ліній. Згодом було встановлено, що цей порядок безпосередньо пов′язаний з температурою зірок. Також було складено окрему класифікацію, що базується на ширині певних спектральних ліній. Пізніше виявили, що вона пов′язана зі світністю та віком зірки.

Спектральні лінії можуть багато розповісти про характеристики зірки. Credit: ESA

Кореляція цих двох властивостей дозволяє нанести кожну зірку у Всесвіті на одну діаграму. Відома як діаграма Герцшпрунга-Рассела (HR), вона стала одним з наріжних каменів астрофізики. Розроблена на початку минулого століття, HR-діаграма відображає притаманну зірці світність в залежності від її ефективної температури поверхні. Таким чином, вона показує, як зорі еволюціонують упродовж свого тривалого життєвого циклу.

У той час як маса зірки протягом життя змінюється відносно мало, температура та розмір зірки сильно змінюються у міру її старіння. Ці зміни обумовлені типом реакцій ядерного синтезу, що у цей час відбуваються всередині зірки.

Наше Сонце, вік якого становить близько 4,57 мільярда років, нині у комфортному середньому віці, перетоплює водень на гелій та загалом перебуває у досить стабільному стані. Але так буде не завжди. Коли водневе паливо в його ядрі закінчиться та почнуться зміни в процесі синтезу, як очікується, воно роздується до зірки-червоного гіганта, понижуючи при цьому температуру своєї поверхні. Як саме це стається, залежить від маси зірки та її хімічного складу. Саме в цьому полягає задача DR3.

Дослідники прочесали дані у пошуках найбільш точних спостережень за зорями, які міг запропонувати космічний апарат, для отримання найкращої вибірки.

Вони зосередили свої зусилля на зорях з температурою поверхні від 3000 до 10 000 К, оскільки в нашій галактиці це зорі з найтривалішим життям і, отже, вони можуть розкрити історію Чумацького Шляху. Вони також є перспективними кандидатами для пошуку екзопланет, оскільки загалом схожі на Сонце, температура поверхні якого становить 6000К.

Далі вони відфільтрували вибірку, щоб показати лише ті зорі, які мали ту ж масу та хімічний склад, що й Сонце. Оскільки вони допустили різний вік, відібрані ними зорі зрештою прокреслили лінію на діаграмі HR, яка представляє еволюцію нашого Сонця з його минулого до його майбутнього. Це показало, як наша зоря змінюватиме свою температуру та світність у міру старіння.

З цієї роботи стало зрозуміло, що наше Сонце досягне максимальної температури приблизно у віці 8 мільярдів років, потім воно охолоне та збільшиться у розмірах, ставши зіркою-червоним гігантом приблизно у віці 10-11 мільярдів років. Після цієї фази Сонце досягне кінця свого життя, коли стане тьмяним білим карликом.

Пошук схожих на Сонце зірок необхідний для розуміння того, як ми вписуємося у широкий Всесвіт. "Якщо ми не розуміємо наше власне Сонце - а ми багато про нього не знаємо, - як ми можемо розраховувати на те, щоб зрозуміти всі інші зорі, з яких складається наша чудова галактика", - каже учасник команди Орлаг Кріві з Обсерваторії Лазурного берега у Франції.

У тому, що Сонце є нашою найближчою та найбільш вивченою зіркою, є своя іронія, але його близькість змушує нас вивчати його за допомогою зовсім інших телескопів та інструментів, ніж ті, які ми використовуємо для спостереження за іншими зорями. Це відбувається тому, що Сонце набагато яскравіше від інших зірок. Виявивши схожі на Сонце зорі, але цього разу з подібним віком, ми зможемо подолати цю прогалину у спостереженнях.

Щоб знайти "сонячні аналоги" у даних Gaia, дослідники шукали зорі з температурою, поверхневою гравітацією, складом, масою та радіусом, які подібні на сучасне Сонце. Вони знайшли 5863 зірки, які відповідали їхнім критеріям.

Тепер, коли Gaia склала список цілей, інші можуть розпочати свої дослідження. Серед питань, на які вони збираються отримати відповіді: чи всі аналоги Сонця мають планетарні системи, схожі на нашу? Чи всі сонячні аналоги обертаються з такою самою швидкістю, як і Сонце?

У третьому випуску даних надточні прилади Gaia дозволили визначити зоряні параметри більшої кількості зірок точніше, ніж будь-коли раніше. І ця точність вплине на багато інших досліджень. Наприклад, більш точне знання зірок може допомогти щодо вивчення галактик, світло яких є сумішшю світла мільярдів окремих зірок.

HR-діаграма, складена за даними Gaia DR2. Credit: ESA

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Сонце