Gracias a la sonda Gaia, un grupo de investigadores ha podido determinar, exactamente, cuándo se producirá la muerte del Sol. Aunque no hay grandes cambios en las estimaciones que ya se conocían, es interesante porque permite entender la utilidad del catálogo de datos de la sonda…
El tercer catálogo de datos de Gaia ayuda a determinar la muerte del Sol… y muchas otras cosas
La misión de la sonda Gaia está demostrando ser muy útil. Gracias a su último catálogo de datos, se ha podido determinar mejor cómo será la evolución futura del Sol. Algo posible al poder identificar estrellas de masa y composición similar a la nuestra. El trabajo de los investigadores resulta muy interesante. Hay que recordar que el tercer gran catálogo de datos de la sonda Gaia (Data Release 3, DR3), se publicó el 13 de junio de 2022. Uno de los grandes atractivos de este catálogo es una base de datos de las propiedades intrínsecas de cientos de millones de estrellas.
Esas propiedades incluyen lo cálidas que son, cuál es su tamaño y qué masa tienen. Gaia es capaz de determinar el brillo y color de una estrella, tal y como la vemos desde la Tierra, con gran precisión. Convertir esas características de observación básica en propiedades intrínsecas de una estrella no es un trabajo fácil. Orlagh Creevey, del Observatoire de la Côte d’Azur (Francia) y los colaboradores de la Gaia’s Coordination Unit 8 son los artífices. Se han encargado de extraer las propiedades astrofísicas a partir de las observaciones de Gaia.
Al hacerlo, el equipo está siguiendo el trabajo pionero de los astrónomos que trabajaron en el Harvard College Observatory, en Massachusetts, a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. En estos momentos, el trabajo de los astrónomos está centrado en clasificar la apariencia de las líneas espectrales. Son líneas oscuras que aparecen en el arcoíris de colores producido cuando la luz de una estrella se separa con la ayuda de un prisma. Annie Jump Cannon planteó una secuencia de clasificación espectral que ordenaba las estrellas en función de sus líneas espectrales.
La clasificación espectral y la temperatura
Posteriormente, se descubrió que ese orden estaba directamente relacionado con la temperatura de las estrellas. Antonia Maury creó una clasificación, por separado, basándose en el ancho de ciertas líneas espectrales. Más tarde se descubrió que esto se relacionaba con la luminosidad y edad de una estrella. La correlación de esas dos propiedades permite que cada estrella del universo pueda ser incorporada en un único diagrama. Es conocido como el diagrama Hertzsprung-Russell, también llamado diagrama HR.
Se ha convertido en uno de los pilares de la astrofísica. Fue descubierto, de manera independiente, por Ejnar Hertzsprung en 1911 y Henry Norris Russell en 1913. El diagrama HR compara la luminosidad intrínseca de una estrella con su temperatura en superficie. Al hacerlo, se puede ver cómo evolucionan las estrellas a lo largo de sus vidas. Aunque la masa de una estrella cambia poco durante su vida, la temperatura y tamaño sí varían considerablemente. Esos cambios se deben al tipo de reacciones de fusión nuclear en el interior de la estrella.
Con unos 4570 millones de años, el Sol se encuentra en su mediana edad. Está fusionando hidrógeno en helio y está en una etapa muy estable. No será siempre así. Cuando el hidrógeno de su núcleo se agote, se producirán cambios en la fusión. En ese momento, se hinchará y se convertirá en una gigante roja, reduciendo la temperatura de su superficie en el proceso. Cuándo suceda depende, en esencia, de su composición química. Aquí es donde entra en escena el tercer catálogo de datos de la sonda Gaia y su información.
Las estrellas similares al Sol
Orlagh y su equipo repasaron los datos en busca de las observaciones más precisas, de estrellas, que Gaia pudiese ofrecer. Centraron su atención en estrellas con temperaturas en superficie de entre 3000 y 10 000K, porque son las estrellas con vidas más largas en la galaxia. Así que pueden desvelar la historia de la Vía Láctea. También son interesantes para encontrar exoplanetas porque, en línea generales, son parecidas al Sol (que tiene una temperatura de 6000 K). Posteriormente, filtraron solo aquellas estrellas con la misma masa y composición que el Sol.
Como no filtraron la edad, las estrellas seleccionadas trazaban una línea en el diagrama HR que representa la evolución del Sol, tanto en su pasado como en su futuro. Desvelando, así, cómo variará nuestra estrella en cuanto a temperatura y luminosidad según envejezca. Así, se determina que el Sol alcanzará su temperatura máxima, aproximadamente, cuando tenga 8000 millones de años. Después, se enfriará y aumentará su tamaño, convirtiéndose en una gigante roja en torno a los 10 000 o 11 000 millones de años. Tras ello llegará la muerte del Sol, al convertirse en una enana blanca.
Encontrar estas estrellas similares al Sol es clave para entender cómo encaja nuestro sistema en el contexto del universo. Es irónico que el Sol, la estrella más cercana y estudiada, nos obligue a usar telescopios e instrumentos completamente diferentes que aquellos que se usan para estudiar el resto de astros. Algo que se debe a que el Sol es mucho más brillante que el resto de estrellas (por su distancia a nuestro planeta). Al encontrar astros parecidos, pero con edades similares, se puede complementar la información.
El estudio de estrellas similares al Sol para entender cuándo se producirá su muerte
En realidad, la sonda Gaia no solo permite entender cómo y cuándo se producirá la muerte del Sol. También ofrece mucha más información. Esas estrellas similares a la nuestra son conocidas como análogas del Sol. Para encontrarlas en los datos de Gaia, Orlagh y el equipo buscaron estrellas con temperaturas, gravedad en superficie, composición, masa y radio similar a la del Sol en la actualidad. Así, encontraron 5863 estrellas que encajan con su criterio. Ahora que Gaia ha dado una lista de objetivos, otros científicos pueden comenzar a estudiarlas.
¿Qué preguntas se esperan poder responder? Cosas como si los análogos del Sol tienen sistemas planetarios similares al Sistema Solar. Así como si esas estrellas rotan a un ritmo similar al Sol, por poner otro ejemplo. Con el tercer catálogo de datos, La instrumentación precisa de Gaia ha permitido que los parámetros estelares, de más estrellas, sean determinados con más precisión de lo conseguido hasta ahora. Esa precisión se dejará sentir en otros estudios. Por ejemplo, conocer más estrellas será útil al estudiar otras galaxias.
A fin de cuentas, no podemos olvidar que la luz de una galaxia no deja de ser la amalgama de la luz de miles de millones de estrellas individuales. Este trabajo es, en definitiva, una demostración más de la utilidad de la sonda Gaia y del valor de sus datos. El catálogo DR3 se ha publicado recientemente pero va a seguir dando resultados en los próximos años. Veremos qué otros hallazgos propicia. Serán especialmente interesantes aquellos relacionados con los análogos del Sol, para ayudarnos a entender hasta qué punto es común lo que vemos en nuestro sistema…
Referencias: Agencia Espacial Europea
