Gaia revela o tramontana do nosso Sol

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Todos desejamos, por vezes, ver o horizonte. Agora, graças aos dados mais recentes da missão Gaia da ESA, os astrónomos podem fazer exatamente isso para o Sol.

Ao identificar com precisão estrelas de volume e constituição semelhantes, os astrónomos podem ver porquê o nosso Sol vai evoluir no horizonte. E levante trabalho vai muito além de um pouco de clarividência astrofísica.

A terceira grande divulgação de dados do Gaia (DR3, “data release 3“) foi recentemente tornada pública pela ESA.

Um dos principais produtos a transpor desta publicação foi uma base de dados das propriedades intrínsecas de centenas de milhões de estrelas. Estes parâmetros incluem quão quentes são, quão grandes são e quais as massas que possuem.

O Gaia faz leituras excecionalmente precisas do clarão aparente de uma estrela, tal porquê visto da Terreno, e da sua cor. A transformação destas características observacionais básicas nas propriedades intrínsecas de uma estrela é um trabalho pormenorizado.

Orlagh Creevey, do Observatório Côte d’Azur, França, e colaboradores da Unidade de Coordenação 8 do Gaia, são responsáveis pela extração de tais parâmetros astrofísicos das observações do Gaia.

Ao fazê-lo, a equipa está a alongar ao trabalho pioneiro dos astrónomos que trabalharam no HCO (Harvard College Observatory), no estado norte-americano de Massachusetts, durante o final do século XIX e início do século XX.

Naquela profundeza, os esforços dos astrónomos centravam-se na classificação do emergência de “linhas espectrais“. Estas são linhas escuras que aparecem no arco-íris de cores produzidas quando a luz de uma estrela é dividida com um prisma.

Annie Jump Cannon concebeu uma sequência de classificação espectral que ordenou as estrelas de contrato com a força destas linhas espectrais. Esta ordem foi posteriormente invenção porquê estando diretamente relacionada com a temperatura das estrelas.

Antonia Maury fez uma classificação separada com base na largura de certas linhas espectrais. Mais tarde, descobriu-se que esta se relacionava com a luminosidade e a idade de uma estrela.

A interdependência destas duas propriedades permite que cada estrela no Universo seja traçada num único diagrama. Espargido porquê diagrama de H-R (Hertzsprung-Russell), tornou-se uma das pedras angulares da astrofísica.

Concebido independentemente em 1911 por Ejnar Hertzsprung e em 1913 por Henry Norris Russell, um diagrama de H-R traça a luminosidade intrínseca de uma estrela contra a sua temperatura superficial efetiva. Ao fazê-lo, revela porquê as estrelas evoluem ao longo dos seus grandes ciclos de vida.

Embora a volume da estrela mude relativamente pouco ao longo da sua vida, a temperatura e o tamanho da estrela variam muito à medida que envelhece. Estas alterações são impulsionadas pelo tipo de reações de fusão nuclear que estão a ocorrer dentro da estrela na profundeza.

Com uma idade de tapume de 4,57 milénio milhões de anos, o nosso Sol está atualmente na sua confortável meia-idade, fundindo hidrogénio em hélio e sendo geralmente bastante firme; remansado, até. Nem sempre será esse o caso.

À medida que o combustível hidrogénio se esgota no seu núcleo, e que as mudanças começam no processo de fusão, é esperado que inche numa estrela gigante vermelha, baixando a sua temperatura de superfície no processo.

Exatamente porquê isto acontece depende de quanta volume uma estrela contém e da sua constituição química. É cá que entra a DR3.

Creevey e colegas vasculharam os dados à procura das observações estelares mais precisas que a missão podia oferecer. “Queríamos ter uma exemplar realmente pura de estrelas com medições de subida precisão”, diz a astrónoma.

Concentraram os seus esforços em estrelas que têm temperaturas de superfície entre 3000K e 10000K, porque estas são as estrelas com a vida mais longa na Galáxia e, portanto, podem revelar a história da Via Láctea.

São também candidatas promissoras à invenção de exoplanetas, porque são basicamente parecidas ao Sol, que tem uma temperatura à superfície de 6000K.

Em seguida, Orlagh e colegas filtraram a exemplar para mostrar unicamente aquelas estrelas que tinham a mesma volume e constituição química que o Sol.

Uma vez que permitiram idades diferentes, as estrelas que selecionaram acabaram por traçar uma risco através do diagrama de H-R que representa a evolução do nosso Sol, desde o seu pretérito até ao seu horizonte. A risco revelou a forma porquê a nossa estrela irá variar a sua temperatura e luminosidade à medida que envelhece.

A partir deste trabalho, torna-se simples que o nosso Sol atingirá uma temperatura máxima aproximadamente aos 8 milénio milhões de anos, e que depois irá esfriar e aumentar de tamanho, tornando-se numa estrela gigante vermelha por volta dos 10-11 milénio milhões de anos.

O Sol chegará ao término da sua vida posteriormente esta temporada, quando eventualmente se tornar numa ténue anã branca.

Encontrar estrelas semelhantes ao Sol é principal para compreender porquê encaixamos no Universo mais vasto. “Se não compreendermos o nosso próprio Sol – e há muitas coisas que não sabemos sobre ele – porquê podemos esperar compreender todas as outras estrelas que constituem a nossa maravilhosa Galáxia?”, comenta Creevey.

É uma manadeira de alguma ironia que o Sol seja a nossa estrela mais próxima e mais estudada, mas a sua proximidade obriga-nos a estudá-la com telescópios e instrumentos completamente diferentes dos que usamos para olhar para o resto das estrelas. Isto porque o Sol é muito mais sumptuoso do que as outras estrelas.

Ao identificar estrelas semelhantes ao Sol, mas desta vez com idades semelhantes, podemos colmatar esta vácuo observacional.

Para identificar estas “análogas solares” nos dados do Gaia, Creevey e colegas procuraram estrelas com temperaturas, gravidades à superfície, composições, massas e raios que são todos semelhantes ao Sol atual. Encontraram 5863 estrelas que correspondiam aos seus critérios.

Agora que o Gaia produziu a lista de alvos, outros podem estrear a investigá-los com seriedade. Algumas das questões a que querem respostas incluem: todas as análogas solares têm sistemas planetários semelhantes ao nosso? Será que todas as análogas solares giram a um ritmo semelhante ao do Sol?

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Com a DR3, a instrumentação extremamente precisa do Gaia permitiu que os parâmetros estelares de mais estrelas fossem determinados com mais precisão do que nunca. E essa exatidão irá ondular para muitos outros estudos.

Por exemplo, saber estrelas com mais exatidão pode ajudar ao estudo das galáxias, cuja luz é uma fusão de milhares de milhões de estrelas individuais.

“A missão Gaia tocou em todos os ramos da astrofísica“, diz Creevey.

Assim, quase certamente, não será unicamente o pretérito e o horizonte do Sol que levante trabalho vai ajudar a iluminar.

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