miBrzmi to jak scenariusz filmu science fiction o apokalipsie, ale naukowcy uważają to za prawdopodobny scenariusz: za około trzy i pół miliarda lat nasze Słońce zacznie stygnąć na powierzchni, w procesie rozszerzania się do postaci czerwonego olbrzyma który prawdopodobnie pochłonie wszystkie cztery planety wewnętrzne – w tym Ziemię.
Ta przerażająca wizja nie jest nowa, ale astronomowie dokładniej niż kiedykolwiek określili czas i przebieg tej katastrofy, donosi ESA. W tym celu naukowcy wykorzystali niedawno opublikowane dane z satelity Gaia, który od 2014 roku obserwuje miliardy gwiazd za pomocą wielu teleskopów.
„Tylko kiedy zrozumiemy nasze Słońce – a wciąż jest wiele rzeczy, o których nie wiemy – możemy oczekiwać, że zrozumiemy wszystkie inne gwiazdy naszej Drogi Mlecznej” – Orla Crevi z Obserwatorium na Lazurowym Wybrzeżu we Francji wyjaśnia. Obszerna analiza danych, którą wykonała ona i jej współpracownicy.
Gwiazdy powoli zwiększają swój rozmiar i temperaturę
Aby uzyskać nowy wgląd w nasze Słońce, naukowcy muszą przyjrzeć się dużej liczbie podobnych gwiazd. Ponieważ widzimy nasze Słońce tylko w momencie jego ewolucji, 4,57 miliarda lat po jego utworzeniu. Astronomowie mogą jedynie przewidzieć ewolucję Słońca, obserwując wiele podobnych do Słońca gwiazd w różnym wieku.
Dane Gai dają taką możliwość, ponieważ oprócz ruchu rejestrują również wielkość, temperaturę, masę i skład chemiczny gwiazd. Szczegółowa analiza tych danych pozwala astronomom określić typ gwiazdy – w tym jej podobieństwo do Słońca – oraz jej wiek.
W pierwszym kroku Creevey i jej koledzy odfiltrowali gwiazdy z najdokładniejszymi wartościami z ogromnej ilości danych. „Chcieliśmy mieć do dyspozycji możliwie najczystszy zestaw danych z pomiarami o wysokiej rozdzielczości” – zapewnia naukowiec. W drugim etapie zespół odfiltrował wszystkie gwiazdy z tej selekcji, które są podobne do naszego Słońca pod względem masy i składu chemicznego.
Najważniejsze jest to, że chociaż wszystkie te gwiazdy są podobne do Słońca, bardzo różnią się wiekiem. Ponieważ tak długo, jak gwiazdy spalają w sobie wodór w hel, a tym samym generują własne promieniowanie, ich masa i skład zmieniają się tylko nieznacznie. Jednak sytuacja różni się w zależności od wielkości i temperatury gwiazd: obie powoli rosną.
Maksymalna temperatura około 6065°C
Ponieważ gwiazdy są podobne do Słońca, ale w różnym wieku, Creavey i jej koledzy byli w stanie określić, jak te gwiazdy – a tym samym nasze Słońce – ewoluowały w czasie. Wynik: gdy Słońce będzie miało osiem miliardów lat, jego powierzchnia osiągnie maksymalną temperaturę – tylko o około 20 stopni wyższą niż obecna wartość 6045 stopni Celsjusza.
Potem zaczyna się ochładzać i rozszerzać w czerwonego olbrzyma. Jako olbrzym, który nadal się rozszerza, może połknąć cztery wewnętrzne planety: Merkurego, Wenus, Ziemię i Marsa. Właśnie wtedy, gdy w Słońcu nie dochodzi do fuzji jądrowej – w wieku od dziesięciu do jedenastu miliardów lat – czerwony olbrzym zapada się w białego karła wielkości mniej więcej Ziemi, który powoli stygnie przez miliardy lat.
Jakby tego było mało, Creevey i jej koledzy poszli o krok dalej: ze swoich danych wybrali wszystkie gwiazdy, które również przypominają Słońce pod względem temperatury i wielkości – a zatem są mniej więcej w tym samym wieku co nasza gwiazda centralna. W ten sposób znaleźli łącznie 5883 „izotopów słonecznych” – a ta lista jest niezwykle cenna dla astronomów na całym świecie.
Ponieważ dokładne obserwacje tych gwiazd mogą odpowiedzieć na pytanie, jak „normalne” jest nasze Słońce. Albo czy pojawienie się życia na Ziemi zależy od tego, że Słońce ma szczególne właściwości, które odróżniają je od innych gwiazd.
