Ci auguriamo tutti di potere vedere il futuro. Ora, grazie ai dati più recenti della missione di mappatura stellare Gaia dell’ESA, gli astronomi possono fare proprio questo per il Sole. Identificando accuratamente stelle di massa e composizione simili, possono vedere come evolverà il nostro Sole in futuro.
Il terzo rilascio di dati (DR3) di Gaia è stato resa pubblico il 13 giugno 2022. Uno dei principali prodotti è stato un database delle proprietà intrinseche di centinaia di milioni di stelle. Questi parametri includono quanto sono calde, quanto sono grandi e quali masse contengono.
Gaia effettua rilevazioni eccezionalmente accurate della luminosità apparente di una stella, vista dalla Terra, e del suo colore. Trasformare quelle caratteristiche di osservazione di base in proprietà intrinseche di una stella è un lavoro scrupoloso.
Mentre la massa della stella cambia relativamente poco durante la sua vita, la temperatura e le dimensioni variano notevolmente con l’invecchiamento. Questi cambiamenti sono determinati dal tipo di reazioni di fusione nucleare che avvengono all’interno della stella in quel momento.
Con un’età di circa 4,57 miliardi di anni, il nostro Sole è attualmente nella sua confortevole mezza età, fondendo idrogeno in elio ed essendo generalmente piuttosto stabile. Non sarà sempre così. Quando l’idrogeno si esaurirà nel suo nucleo e inizieranno i cambiamenti nel processo di fusione, è previsto che si gonfi in una stella gigante rossa, abbassando la temperatura superficiale durante il processo. Il modo esatto in cui ciò accadrà dipenderà da quanta massa contiene una stella e dalla sua composizione chimica. È qui che entra in gioco DR3.
Orlagh Creevey, dell’Observatoire de la Côte d’Azur, Francia, e collaboratori della Coordination Unit 8 di Gaia hanno analizzato i dati alla ricerca delle osservazioni stellari più accurate che il veicolo spaziale potesse offrire. “Volevamo avere un campione di stelle davvero puro con misurazioni ad alta precisione,” ha affermato Orlagh. Hanno concentrato i loro sforzi su stelle con temperature superficiali comprese tra 3000 K e 10.000 K perché queste sono le stelle più longeve della galassia e quindi possono rivelare la storia della Via Lattea. Sono anche candidati promettenti per trovare esopianeti perché sono sostanzialmente simili al Sole, che ha una temperatura superficiale di 6000 K.
Successivamente, Orlagh e colleghi hanno filtrato il campione per mostrare solo quelle stelle che avevano la stessa massa e composizione chimica del Sole. Dal momento che hanno permesso che l’età fosse diversa, le stelle che hanno selezionato hanno finito per tracciare una linea attraverso il diagramma HR che rappresenta l’evoluzione del nostro Sole dal suo passato al suo futuro. Ha rivelato il modo in cui la nostra stella varierà la sua temperatura e luminosità con l’invecchiamento.
Dal lavoro è emerso che il nostro Sole raggiungerà una temperatura massima a circa 8 miliardi di anni, quindi si raffredderà e aumenterà di dimensioni, diventando una stella gigante rossa intorno ai 10-11 miliardi di anni. Il Sole raggiungerà la fine della sua vita dopo questa fase, quando diventerà una debole nana bianca.
Trovare stelle simili al Sole è essenziale per capire come ci inseriamo nell’Universo più ampio. “Se non capiamo il nostro Sole – e ci sono molte cose che non sappiamo al riguardo – come possiamo aspettarci di capire tutte le altre stelle che compongono la nostra meravigliosa galassia?” ha proseguito Orlagh.
È forse ironico che il Sole sia la stella più vicina e studiata, ma che la sua vicinanza ci costringa a studiarlo con telescopi e strumenti completamente diversi da quelli che usiamo per osservare il resto delle stelle. Questo perché il Sole è molto più luminoso delle altre stelle. Identificando stelle simili al Sole, ma questa volta con età simili, possiamo colmare questo divario osservativo.
Per identificare questi “analoghi solari” nei dati di Gaia, Orlagh e colleghi hanno cercato stelle con temperature, gravità superficiale, composizioni, masse e raggi che sono tutti simili al Sole di oggi. Hanno trovato 5863 stelle che corrispondevano ai loro criteri.
Ora che Gaia ha prodotto l’elenco dei bersagli, altri possono iniziare a studiarli sul serio. Tante le domande a cui serve risposta: tutti gli analoghi solari hanno sistemi planetari simili al nostro? Tutti gli analoghi solari ruotano a una velocità simile al Sole?
Con l’ultimo rilascio dei dati, la strumentazione estremamente accurata di Gaia ha consentito di stabilire i parametri stellari di più stelle in modo più preciso che mai. Questa precisione si estenderà a molti altri studi: ad esempio, conoscere le stelle in modo più accurato può aiutare nello studio delle galassie, la cui luce è composta da miliardi di singole stelle.
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