Da una calda Nana Gialla a una fredda Gigante Rossa, prima di sprofondare nel perpetuo stato di Nana Bianca. Questo è il destino evolutivo della nostra stella madre, il Sole, che tra miliardi di anni subirà tali fasi. Oggi, grazie al satellite Gaia dell’ESA abbiamo dati precisi su come ciò avverrà.
Anche se ai nostri occhi di semplici esseri umani, le stelle ci appaiono sempiterne, la realtà è diversa. Come le forme di vita che popolano la Terra, anche loro nascono, vivono e muoiono in milioni o miliardi di anni, a seconda di quanto sono grandi e quindi di quanto in fretta bruciano l’idrogeno che usano come combustibile.
Da più di un secolo, gli astronomi hanno incominciato a mettere in relazione le temperature superficiali, e quindi il calore, con le dimensioni degli astri per estrapolarne il loro ciclo evolutivo.
Una delle prime istantanee dell’evoluzione stellare risale ai primi anni del 1900. Prima come le tabella di dati di Ejnar Hertzsprung nel 1905, poi con il più famoso diagramma di Henry Norris Russell nel 1914. Ora conosciuti come diagrammi di Hertzsprung-Russell, o diagrammi HR, tracciano il colore o la classe spettrale di una stella rispetto al suo valore assoluto grandezza. Come già detto, il colore è una misura della temperatura di una stella e la magnitudine assoluta è un indicatore delle sue dimensioni.
I primi diagrammi HR avevano dati solo per circa 300 stelle, ma anche allora era chiaro che la maggior parte delle stelle giaceva lungo un percorso lineare noto come sequenza principale (dove una stella converte l’idrogeno in elio all’interno del suo nucleo). Poiché la maggior parte delle stelle si trova all’interno della sequenza principale, è logico che le stelle trascorrano la maggior parte della loro vita come stelle della sequenza principale.
Le stelle piccole brillano a temperature fredde, mentre le stelle più grandi e massicce bruciano più intensamente. I diagrammi HR hanno mostrato che alcune stelle come le giganti rosse erano grandi ma fredde, e altre conosciute come nane bianche erano piccole e calde, ma quelle erano le eccezioni. Man mano che gli astronomi, raccoglievano più dati, potevano vedere come le stelle della sequenza principale più grandi sono entrate in uno stadio gigante prima di diventare nane bianche o stelle di neutroni. In generale, la massa di una stella determina la sua vita e il suo destino.
Oggi sappiamo che mentre la massa di una stella è un aspetto importante dell’evoluzione stellare, anche la sua composizione chimica gioca un ruolo importante. Due stelle simili nella massa ma differenti nella composizione possono avere vite molto diverse. È qui che entra in gioco l’indagine di Gaia. Mentre le prime indagini stellari riguardavano centinaia o migliaia di stelle, Gaia ne ha prese in esame più di un miliardo.
Nell’ultimo rilascio di dati, il team di Gaia ha creato un diagramma HR di oltre 4 milioni di stelle entro 5.000 anni luce dalla Terra. Per queste stelle, non solo conosciamo la loro dimensione e temperatura spettrale, ma conosciamo anche la loro composizione chimica. Ciò significa che il team di Gaia potrebbe creare un diagramma HR di stelle con una massa e una composizione simili al Sole. Il risultato traccia il percorso evolutivo delle stelle simili al Sole dalla sequenza principale alle Giganti Rosse.
Sulla base dei dati, il team di Gaia ha anche trovato quasi 6.000 stelle vicine gemelle del Sole, aventi massa, temperatura, composizione ed età simili. Osservando queste stelle, gli astronomi capiranno meglio se il nostro Sole è tipico. Ad esempio, queste altre stelle hanno cicli solari simili al Sole? Alcuni hanno periodi di intensi brillamenti solari o sono abbastanza stabili come il Sole?
Conclusioni
E il nostro Sole? Purtroppo, il suo destino è segnato. Tra miliardi di anni, il Sole esaurirà il suo carburante di idrogeno e si gonfierà fino a diventare una Gigante Rossa prima di diventare una Nana Bianca.
Ora, grazie agli ultimi dati di Gaia, conosciamo il futuro del Sole in modo molto più dettagliato. Con così tanti dati raccolti, Gaia sta rivelando nuovi dettagli sulla nostra stella, su come potrebbe comportarsi nel prossimo futuro e su come morirà in un lontanissimo futuro. Sappiamo da tempo che la fine è vicina per il Sole, ma stiamo iniziando a imparare come e quando arriverà la fine.
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