ستاره شناسان زندگی خورشید را ترسیم کردند و داستان اینگونه به پایان می‌رسد!!

تصویر خورشید از رصدخانه خورشیدی و هلیوسفر ESA/NASA. (کنسرسیوم ابزار SOHO)

روزی خورشید ما خواهد مرد.

از آنجایی که ما ساکنان منظومه سیاره ای خورشید هستیم، این سوال که چه زمانی و چگونه این اتفاق خواهد افتاد، برای ما بسیار جالب است.

مطمئناً، بعید است که آن اطراف باشیم تا آن را ببینیم… اما، می‌دانید، این خانه ماست. ما می‌خواهیم بدانیم که در نهایت چه خواهد شد. صرف نظر از کنجکاوی، مدل‌های تکامل ستارگان می‌توانند به ما در درک کیهان و جایگاه خود در آن کمک کنند.

ستاره‌شناس اورلاق کریوی از فرانسه گفت: “اگر ما خورشید خود را درک نکنیم – و چیزهای زیادی در مورد آن نمی‌دانیم – چگونه می توانیم انتظار داشته باشیم که تمام ستاره‌های دیگری را درک کنیم که کهکشان شگفت‌انگیز ما را تشکیل می‌دهند.

ما قبلاً با جزئیات می‌دانیم که در آینده خورشید ما چه اتفاقی خواهد افتاد. در طی چند بیلیون سال آینده به گرمتر شدن آن ادامه خواهد داد و در نهایت هیدروژن آن تمام می‌شود تا در هسته‌اش ذوب شود.

هسته شروع به انقباض می‌کند، فرآیندی که هیدروژن بیشتری را بلافاصله در اطراف هسته وارد می‌کند و یک پوسته هیدروژنی تشکیل می‌دهد. سپس این هیدروژن در فرآیندی به نام سوزاندن پوسته شروع به ذوب شدن می‌کند و هلیوم را به درون هسته می‌ریزد.

در طی این، اتمسفر بیرونی خورشید تا حد زیادی منبسط خواهد شد، شاید حتی تا مدار مریخ، آن را به یک غول سرخ تبدیل کند. در نهایت، هیدروژن و هلیوم آن تمام می‌شود، تمام مواد بیرونی خود را به بیرون پرتاب می‌کند تا یک سحابی سیاره‌ای شکل بگیرد و هسته به یک کوتوله سفید فرو می‌ریزد که ممکن است تریلیون‌ها سال طول بکشد تا کاملاً خنک شود.

اما زمان پایان سکانس اصلی به ویژگی‌های فردی هر ستاره بستگی دارد.

بهترین راه برای یافتن آن، جستجوی کهکشان راه شیری برای ستارگان مشابه خورشید در مراحل مختلف زندگی‌شان، و سپس ترکیب آن‌ها در یک جدول زمانی است که از گذشته و آینده ستاره خودمان الگو می‌گیرد.

با آخرین انتشار داده‌های پروژه نقشه‌برداری راه شیری گایا آژانس فضایی اروپا، اکنون دقیق‌ترین جدول زمانی حیات خورشید را داریم.

ماموریت اصلی گایا نقشه‌برداری از کهکشان راه شیری با بالاترین دقت تاکنون است و به مجموعه‌ای از ابزارها برای این کار مجهز شده است. موقعیت و حرکت ستارگان در آسمان را ردیابی می‌کند، در حالی که مشاهدات دقیقی از روشنایی و طبقه‌بندی طیفی هر ستاره انجام می‌دهد.

از این مقادیر می‌توان برای تعیین عواملی مانند ترکیب شیمیایی و دما استفاده کرد. آنها همچنین می‌توانند بر روی نموداری به نام نمودار هرتزسپرونگ-راسل رسم شوند که تخمینی از سن ستاره ارائه می‌دهد.

می بینید که جرم یک ستاره با افزایش سن واقعاً تغییر نمی‌کند. اما دمای آن به طور قابل توجهی براساس همجوشی هسته‌ای در هسته ستاره‌ای رخ می‌دهد که به صورت تغییرات در روشنایی مشاهده می شود.

خورشید ما به عنوان یک ستاره دنباله اصلی نوع G یا کوتوله زرد طبقه بندی می‌شود (حتی اگر در واقع زرد نیست) و نمونه نسبتاً معمولی در نوع خود است.

این ستاره حدود 4.57 بیلیون سال سن، یا تقریباً نیمی از طول عمر توالی اصلی آن دارد. همچنین قادر به همجوشی هسته‌ای است که دمای سطحی 5772 کلوین را ایجاد می‌کند. این بدان معناست که نگاه کردن به ستاره‌های دیگر نوع G باید به ما یک ایده بسیار خوب از چگونگی ادامه سوختن سوخت خورشید و زمان خاموش شدن آن بدهد.

کریوی و تیمش در ابتدا شروع به بررسی داده‌های گایا کردند، زیرا می‌خواستند رصد دقیق ستارگانی با دمای نسبتاً سردتر بین 3000 تا 10000 کلوین داشته باشند. دلیل آن این است که ستارگان با دمای پایین نسبت به ستاره‌های داغ‌تر کوچک‌تر و طولانی‌تر زندگی می‌کنند. بنابراین، نگاه کردن به ستارگان سردتر، به طور بالقوه می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد تاریخچه و تکامل ستاره‌ای کهکشان راه شیری و جهان گسترده‌تر نشان دهد.

از آنجایی که این محدوده دما شامل ستارگانی مانند خورشید می‌شود، می‌توان از داده‌ها برای صفر کردن ستاره‌هایی با جرم و ترکیب شیمیایی مشابه خورشید استفاده کرد. این منجر به ایجاد 5863 ستاره خورشید مانند در کل نمودار هرتسسپرونگ-راسل، از خیلی جوان تا خیلی پیر شد.

کریوی و همکارانش با شناسایی تنها شبیه‌ترین ستاره‌های خورشید توانستند زمان نابودی آن را تایید کنند.

به طور کلی مطابق با پیش بینی‌های قبلی از طول عمر خورشید، دمای آن در حدود 8 بیلیون سال سن به اوج خود می‌رسد. در حدود 10 تا 11 بیلیون سال سن به یک ستاره غول سرخ تبدیل خواهد شد.

برای پایان زندگی روی زمین فقط حدود یک بیلیون سال باقی مانده است، مگر اینکه ما یک کار احمقانه فاجعه‌بار انجام دهیم، یا اتفاق فاجعه‌باری برایمان بیفتد. درخشندگی خورشید هر بیلیون سال حدود 10 درصد افزایش می‌یابد. به این معنی که دما نیز در حال افزایش است. این تغییر کوچک به نظر می‌رسد، اما زمین را برای زندگی غیرقابل سکونت می‌کند.

پس این خوشحال کننده است. اما هنوز کار برای انجام دادن وجود دارد. کاتالوگ جدید ستاره‌های خورشید مانند گایا می‌تواند به ما بیشتر در مورد چگونگی و چرایی این موضوع بگوید. برای مثال، می‌توانیم بفهمیم که آیا ستارگان خورشید مانند همگی به یک شکل رفتار می‌کنند و مهمتر از آن، به دنبال منظومه‌های سیاره ای بیشتری باشید که شبیه منظومه شمسی هستند.

در حال حاضر، ما هیچ سیستمی را پیدا نکرده‌ایم که به نظر می‌رسد بتواند زندگی پیشرفته‌ای را که ما می‌شناسیم، در خود جای دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers Charted The Sun’s Life, And This Is How The Story Ends

12 August 2022

ByMICHELLE STARR