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30 Agosto 2022
10:45

La sonda Gaia ha rivelato il destino del nostro Sole

Grazie ai dati raccolti dalla sonda ESA Gaia, gli astronomi sono riusciti a ricostruire il futuro della nostra stella rivelando quando potrebbe spegnersi.

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La sonda Gaia ha rivelato il destino del nostro Sole
destino sole gaia

Il Sole è la stella a noi più vicina, ma ci sono ancora tanti aspetti di essa che non conosciamo ancora perfettamente. Una di queste è la “timeline” precisa delle future fasi della sua esistenza. Sappiamo che cosa accadrà al Sole, ma non esattamente quando… Almeno finora. Un gruppo di astronomi ha infatti analizzato la vastissima mole di dati prodotta dalla missione europea Gaialanciata ormai 9 anni fa – riuscendo a ricostruire la “tabella di marcia” attesa per il Sole. Le sue analisi non serviranno solamente a conoscere meglio la nostra stella, ma aiuterà anche la ricerca della vita nella Via Lattea.

Che cos'è la sonda Gaia

Gaia è l'acronimo di Global Astrometric Interferometer for Astrophysics e riassume l'obiettivo principale della missione: realizzare la mappa più vasta, accurata e completa della nostra galassia. Si tratta di una sonda dell'ESA lanciata nel 2013, in orbita attorno al Sole a 1,5 milioni di km dalla Terra, dotata di telescopi e strumenti studiati appositamente per misurare svariati parametri di un numero sterminato di stelle.

Immagine
Illustrazione artistica di Gaia (credit: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier).

Nel giugno di quest'anno il team di Gaia ha pubblicato il suo terzo rilascio di dati, completo di informazioni estremamente precise su oltre 1,8 miliardi di oggetti, tra cui quasi 1,5 miliardi di stelle della Via Lattea. Si tratta del più vasto catalogo di dati sulle stelle della nostra galassia. Questi dati si dividono in tre tipologie: dati astrometrici (posizioni e velocità), fotometrici (relativi alla luminosità) e spettroscopici (legati alla composizione della luce emessa dalle stelle).

Questa sterminata mole di dati costituirà la spina dorsale dell'astronomia per i prossimi decenni e aiuterà gli astronomi a comprendere meglio l'evoluzione della Via Lattea e delle stelle che la compongono.

Lo studio delle stelle grazie ai dati raccolti

Tra i dati raccolti da Gaia, quelli spettroscopici sono particolarmente interessanti perché permettono di ottenere un gran numero di informazioni sulle stelle analizzate: temperatura, massa, dimensioni, età, luminosità intrinseca e composizione chimica. L'astronomo Orlagh Creevey, in forze all'Osservatorio della Costa Azzurra in Francia, insieme ad altri collaboratori del team di Gaia si è occupato proprio di ricavare questi importanti parametri astrofisici a partire dai dati della sonda europea. Lo scopo? Cercare stelle particolarmente simili al Sole, i cosiddetti analoghi solari. Creevey e colleghi ne hanno individuati ben 5863.

L'unico parametro che poteva variare liberamente era l'età della stella. Queste migliaia di stelle descrivono quindi, a seconda della loro età, l'evoluzione di un astro come il nostro Sole. È un po' come raccogliere foto di migliaia persone di tutte le età che assomigliano moltissimo a Mario Rossi per dedurre la storia della sua crescita e, come in questo caso, quella del suo invecchiamento.

Che cosa ha scoperto Gaia sul Sole

Per analizzare l'evoluzione di una stella, gli astronomi ricorrono a uno strumento chiamato diagramma di Hertzsprung-Russell. Si tratta sostanzialmente di un grafico cartesiano: l'asse orizzontale rappresenta la temperatura della stella, quello verticale la sua luminosità. Tra il 1911 e il 1913, gli astronomi Ejnar Hertzsprung e Henry Russell scoprirono che la posizione di una stella in questo grafico indica il suo stadio evolutivo e dunque la sua età. La cosiddetta “sequenza principale” (main sequence) è dove risiedono le stelle “di mezza età”, come il Sole, che producono energia tramite la fusione termonucleare dell'idrogeno. Le stelle giganti e supergiganti sono caratterizzate da basse temperature e alte luminosità, le nane bianche al contrario da temperature elevate e luminosità modeste

diagramma di Hertzsprung-Russell
Rappresentazione schematica del diagramma di Hertzsprung–Russell, con indicate le posizioni di diversi tipi di stelle.

Durante la sua esistenza, una stella descrive una traiettoria in questo diagramma. Creevey e colleghi hanno sostanzialmente ricostruito la “traiettoria del Sole” a partire dalle posizioni nel diagramma di Hertzsprung-Russell dei 5863 analoghi solari selezionati. Ecco il risultato:

L'evoluzione prevista per il Sole rappresentata nel diagramma di Hertzsprung-Russell.
L’evoluzione prevista per il Sole rappresentata nel diagramma di Hertzsprung–Russell. La nostra stella lascerà la sequenza principale tra poco meno di 3,5 miliardi di anni e terminerà la propria esistenza tra poco più di 7 miliardi di anni (credit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY–SA 3.0 IGO).

L'animazione comincia all'attuale età del Sole, stimata a 4,57 miliardi di anni. La nostra stella raggiungerà la sua massima temperatura a circa 8 miliardi di anni di età, cioè tra circa 3 miliardi e mezzo di anni. A questo punto nel suo nucleo comincerà a terminare l'idrogeno a disposizione per la fusione nucleare e la stella comincerà gradualmente a fondere l'elio. Questa transizione trasformerà drasticamente la stella, aumentandone di molto le dimensioni (e dunque la luminosità) e raffreddandola, come si vede dal diagramma. Quando il Sole avrà 10-11 miliardi di anni si sarà trasformato in una gigante rossa. Secondo Creevey e colleghi, la sua “aspettativa di vita” sarà di circa 11,8 miliardi di anni: morirà tra circa 7,2 miliardi di anni.

L'importanza di questa scoperta

Questo studio è importante per aumentare la nostra comprensione del Sole, che è la stella che conosciamo meglio e che per questo usiamo come “modello” per studiare le altre. Per dirla con le parole dello stesso Creevey:

Se non riusciamo a capire il nostro Sole – e ci sono molte cose che non sappiamo di esso – come possiamo pensare di capire tutte le altre stelle che compongono la nostra meravigliosa galassia?.

Va notato infatti che non possiamo osservare il Sole come tutte le altre stelle: è troppo vicino e brillante. Abbiamo bisogno di strumenti altamente specifici e per questo motivo abbastanza limitati. Avere quindi una lunga lista di analoghi solari da studiare è dunque la cosa più vicina a osservare la nostra stella da lontano, usando la grande quantità di avanzatissimi telescopi e strumenti che abbiamo a disposizione.

Ma ci sono implicazioni che vanno al di là del nostro sistema solare. Ora che abbiamo un elenco di stelle simile alla nostra, abbiamo dei luoghi del cielo in cui cercare esopianeti simili alla Terra, con la speranza di trovarne qualcuno abitabile. Poiché le uniche forme di vita che conosciamo sono qui sulla Terra, infatti, ha senso cercarne altre proprio negli isolati galattici più simili al nostro.

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