Более подробно раскрыто будущее нашего Солнца

Благодаря последним данным, полученным от миссии ЕКА Gaia, астрономы наиболее точно определили прошлое Солнца и то, как наше светило будет развиваться в будущем: когда станет наиболее горячим, остынет, увеличится и достигнет конца своей жизни.

Об этом рассказывают в Европейском космическом агентстве (ЕКА), передают OstanniPodii.com.

Недавно был обнародован третий крупный выпуск данных Gaia (DR3), одним из основных продуктов которого стала база данных о свойствах сотен миллионов звезд. Эти параметры включают температуру, размер и массу звезд.

Новости по подобной теме:

		В древних кольцах деревьев возрастом 14 300 лет идентифицирована крупнейшая в истории солнечная буря
		Обнаружены подсказки, которые могут помочь ученым предсказывать солнечные вспышки

Gaia снимает исключительно точные показатели о видимой яркости звезды, как видно из Земли, и ее цвет. Превращение этих основных наблюдательных характеристик в свойства звезды – кропотливая работа.

При извлечении таких астрофизических параметров из наблюдений Gaia команда опиралась на проделанную работу астрономов из обсерватории Гарвардского колледжа в конце 19-го и начале 20-го веков.

В то время усилия астрономов сосредотачивались на классификации "спектральных линий". Это темные линии, которые появляются в цветной радуге, образующейся во время разделения света звезды с помощью призмы. Тогда была разработана последовательность спектральной классификации, упорядочившая звезды в соответствии с силой этих спектральных линий. Впоследствии было установлено, что этот порядок напрямую связан с температурой звезд. Также была составлена ​​отдельная классификация, базирующаяся на ширине определенных спектральных линий. Позже обнаружили, что она связана со светимостью и возрастом звезды.

Спектральные линии могут многое рассказать о характеристиках звезды. Credit: ESA

Корреляция этих двух свойств позволяет нанести каждую звезду во Вселенной на одну диаграмму. Известная как диаграмма Герцшпрунга-Рассела (HR), она стала одним из краеугольных камней астрофизики. Разработанная в начале прошлого века, HR-диаграмма отражает присущую звезде светимость в зависимости от ее эффективной температуры поверхности. Таким образом, она показывает, как звезды эволюционируют в течение своего длительного жизненного цикла.

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

Наше Солнце, возраст которого составляет около 4,57 миллиарда лет, сейчас в комфортном среднем возрасте, перетапливает водород на гелий и находится в достаточно стабильном состоянии. Но так будет не всегда. Когда водородное топливо в его ядре закончится и начнутся изменения в процессе синтеза, как ожидается, оно раздувается до звездно-красного гиганта, понижая при этом температуру своей поверхности. Как это происходит, зависит от массы звезды и ее химического состава. Конкретно в этом состоит задачка DR3.

Исследователи прочесали данные в поисках наиболее точных наблюдений за звездами, которые мог предложить космический аппарат для получения наилучшей выборки.

Они сосредоточили свои усилия на звездах с температурой поверхности от 3000 до 10 000 К, поскольку в нашей галактике это звезды с самой продолжительной жизнью и, следовательно, они могут раскрыть историю Млечного Пути. Они также являются перспективными кандидатами для поиска экзопланет, поскольку в целом похожи на Солнце, температура которого составляет 6000К.

Далее они отфильтровали выборку, чтобы показать только те звезды, которые имели ту же массу и химический состав, что и Солнце. Поскольку они допустили разный возраст, отобранные ими звезды наконец прочертили линию на диаграмме HR, которая представляет эволюцию нашего Солнца из его прошлого в будущее. Это показало, как наша звезда будет менять свою температуру и светимость по мере старения.

Из этой работы стало ясно, что наше Солнце достигнет максимальной температуры примерно в возрасте 8 миллиардов лет, затем оно остынет и увеличится в размерах, став звездой красным гигантом примерно в возрасте 10-11 миллиардов лет. После этой фазы Солнце достигнет конца своей жизни, когда станет тусклым белым карликом.

Поиск похожих на Солнце звезд необходим для понимания того, как мы вписываемся в широкую Вселенную. "Если мы не понимаем наше собственное Солнце - а мы много о нем не знаем, - как мы можем рассчитывать на то, чтобы понять все остальные звезды, из которых состоит наша замечательная галактика", - говорит участник команды Орлаг Криви из Обсерватории Лазурного берега в Франция.

В том, что Солнце является нашей ближайшей и наиболее изученной звездой, есть своя ирония, но его близость заставляет нас изучать его с помощью совершенно других телескопов и инструментов, чем те, которые мы используем для наблюдения за другими звездами. Это происходит потому, что Солнце гораздо ярче других звезд. Обнаружив похожие на Солнце звезды, но на этот раз с подобным возрастом, мы сможем преодолеть этот пробел в наблюдениях.

Чтобы найти "солнечные аналоги" в данных Gaia, исследователи искали звезды с температурой, поверхностной гравитацией, составом, массой и радиусом, похожими на современное Солнце. Они нашли 5863 звезд, которые отвечали их критериям.

Теперь, когда Gaia составила список целей, другие могут приступить к своим исследованиям. Среди вопросов, на которые они собираются получить ответы: есть ли у всех аналогов Солнца планетарные системы, похожие на нашу? Все ли солнечные аналоги вращаются с такой же скоростью, как и Солнце?

В третьем выпуске данных сверхточные приборы Gaia позволили определить звездные параметры большего количества звезд точнее, чем когда-либо ранее. И эта точность повлияет на многие другие исследования. Например, более точное знание звезд может помочь в изучении галактик, свет которых является смесью света миллиардов отдельных звезд.

HR-диаграмма, составленная по данным Gaia DR2. Credit: ESA

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Солнце