Obserwacje Subaru i CoRoT odkrywają przyszłość Słońca

CoRoT Sol 1
Rys. 1:Wizja artystyczna gwiazdy CoRoT Sol 1 oraz droga ewolucyjna dla gwiazdy podobnej do Słońca. Ilustracja przedstawia jak odkrycie CoRoT Sol 1 pomoże nam zrozumieć ewolucję Słońca i pozwoli astronomom testować teorie ewolucji gwiazd poprzez porównanie ich do innych starszych gwiazd, bliźniaczych do naszego Słońca.
Źródło: do Nascimento et al.
Grupa astronomów pod kierunkiem Jose Dias do Nascimento z Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Brazylia) odkryła w Drodze Mlecznej najdalej położoną gwiazdę, bliźniaczo podobną do naszego Słońca. Gwiazda CoRoT Sol 1 posiada taką samą masę jak Słońce oraz zbliżony do niego skład chemiczny. Gwiazda znajduje się w gwiazdozbiorze Jednorożca. Widma promieniowania uzyskane przez High Dispersion Spectrograph (HDS), zamontowanego na Teleskopie Subraru, pokazały że CoRoT Sol 1 jest w wieku 6,7 miliarda lat. Dane z satelity CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits) pozwoliły wyznaczyć okres rotacji, który wynosi 29 +/- 5 dnia. Dzięki temu że nowo odkryta gwiazda jest podobna do naszego Słońca, ale nieco starsza to możemy przewidzieć w jaki sposób nasza gwiazda będzie ewoluować. Ze względu na to, że Słońce jest najbliższą Ziemi gwiazdą, to od wielu lat jest nieustannie bardzo dokładnie badane. Mimo wielu wysiłków nie jesteśmy jednak w stanie powiedzieć na ile typową gwiazdą jest nasze Słońce.

Masa oraz skład chemiczny gwiazdy to główne czynniki, które określają ścieżkę ewolucjyną gwiazdy. Badanie gwiazd o zbliżonej masie i składzie do Słońca, zwanych potocznie “słonecznymi bliźniakami”, pozwala na uzyskanie informacji również na temat naszej gwiazdy. Obserwacje “słonecznych bliźniaków”, które są w różnym wieku, pokazuje nam jak ewoluowało nasze Słońce oraz jaki jest jego dalszy los (Rys. 1).

Satelita CoRoT prowadzi dokładne obserwacje, z których możliwe jest wyznaczenie okresów rotacji gwiazd. Obecna grupa wybrała najlepszych kandydatów na słonecznych bliźniaków, których prędkości rotacji są zbliżone do rotacji Słońca, aby móc prześledzić ewolucję rotacji w szczegółach. Ponieważ słoneczne bliźniaki są bardzo słabe, badacze wykorzystali High Dispersion Spectrograph (HDS) zamontowany na Teleskopie Subaru, aby móc zaobserwować trzech najlepszych kandydatów. Skrupulatna analiza danych pokazała, że jeden z kandydatów - CoRoT Sol 1 - jest gwiazdą, której masa i skład chemiczny są bardzo podobne do Słońca. Odkrycie jest na tyle cenne, że gwiazda jest nieco starsza od naszego Słońca i może być wskaźnikiem tego co będzie czekać naszą gwiazdę.

Wyznaczanie wieku gwiazdy jest dość trudne, ale wysokiej jakości widma znacznie to ułatwiają. CoRoT Sol 1 jest około 2 miliardy lat starsza od Słońca, ale okres rotacji jest bardzo zbliżony. Widma wykonane przez HDS pokazały, że skład chemiczny jest podobny do Słońca, ale dokładne ilości pierwiastków nieco się różnią, np. litu (Li), którego ilość maleje z wiekiem gwiazdy, jest mniej niż w Słońcu (Rys. 2).

W przeciwieństwie do innych słonecznych bliźniaków, które są nieco jaśniejsze, CoRoT Sol 1 jest ponad 200 razy słabsza od najjaśniejszego znanego słonecznego bliźniaka. To właśnie zwierciadło Teleskopu Subaru o średnicy 8.2 m i zdolność rozdzielcza HDS pozwoliła na wykonanie obserwacji widmowych tej słabej gwiazdy. Grupa badaczy planuje użyć Teleskopu Subaru do dalszych badań, które mają na celu określenie czy Słońce jest typową gwiazdą. Chcą określić ewolucję rotacji poprzez znalezienie reprezentatywnej próbki słonecznych bliźniaków, które będą się różnić wiekiem. Dzięki temu będzie można określić jak Słońce wpisuje się w taką próbkę.

Artykuł: Nascimento, J. et al. The Future of the Sun: An Evolved Solar Twin Revealed by CoRoT, Astrophysical Journal Letters. arxiv.org/abs/1305.3652

Hubert Siejkowski | Źródło: phys.org

Liczba odsłon: 1672


Rys 2: Widmo gwiazdy CoRoT Sol 1, wykonane przez Teleskop Subaru i spektrograf HDS, w porównaniu do widma Słońca. Na rysunku zaznaczono linię litu (Li I 6707.8 A). Widmo Słońca zaznaczono kółkami, zaś czerwoną ciągłą linią widmo CoRoT Sol 1. Czerwona linia na dole przedstawia ich różnicę. Źródło: do Nascimento et al.