Δίδυμος αδελφός του Ήλιου, 4 δισ. έτη γηραιότερος, Oldest Solar Twin Identified: New Clues to Help Solve Lithium Mystery

Η εξέλιξη ενός άστρου σαν τον Ήλιο, από τη γέννησή του (αριστερά) μέχρ τη μεταμόρφωσή του σε κόκκινο γίγαντα. Το HIP 102152 πλησιάζει το τέλος. This image tracks the life of a Sun-like star, from its birth on the left side of the frame to its evolution into a red giant star on the right. On the left the star is seen as a protostar, embedded within a dusty disc of material as it forms. It later becomes a star like our Sun. After spending the majority of its life in this stage, the star's core begins to gradually heat up, the star expands and becomes redder until it transforms into a red giant. (Credit: ESO/M. Kornmesser)

Χρησιμοποιώντας το ευρωπαϊκό «Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο» που λειτουργεί στην έρημο της Χιλής, διεθνής ομάδα αστρονόμων μελέτησε ένα άστρο που θεωρείται σχεδόν πανομοιότυπο με τον Ήλιο, είναι όμως σχεδόν τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια γηραιότερο. Οι παρατηρήσεις δίνουν μια εικόνα για το πώς θα μοιάζει το μητρικό μας άστρο όταν φτάσει αυτή την προχωρημένη ηλικία.

Ο Ήλιος έχει αλλάξει δραστικά στα 4,6 δισ. χρόνια της ζωής του. Προκειμένου να κατανοήσουν τα στάδια της εξέλιξής του, οι αστρονόμοι μελετούν άστρα με το ίδιο μέγεθος, την ίδια θερμοκρασία και την ίδια σύσταση, τα οποία όμως βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια της ζωής του.

Ο πρώτος «ηλιακός δίδυμος», όπως αποκαλούνται αυτά τα άστρα, ανακαλύφθηκε το 1997, και η αναζήτηση συνεχίζεται.

Η τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο επιστημονικό έντυπο «Astrophysical Journal Letters», εξετάζει το άστρο HIP 102152, τον αρχαιότερο ηλιακό δίδυμο που έχει ανακαλυφθεί ως σήμερα - σχηματίστηκε πριν από 8,2 δισ. χρόνια, έχει δηλαδή σχεδόν διπλάσια ηλικία.

Ο «παππούς» του Ήλιου

This image shows solar twin HIP 102152, a star located 250 light-years from Earth in the constellation of Capricornus (The Sea Goat). Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Η μελέτη του άστρου, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 250 ετών φωτός, στην κατεύθυνση του αστερισμού του Αιγόκερω, ίσως επιτρέπει στους ερευνητές να προβλέψουν τι θα συμβεί στον Ήλιο στα τελικά στάδια της ζωής του.

Ήδη φαίνεται ότι υπάρχει μια σημαντική ανακάλυψη: «Ένα από τα θέματα που θέλαμε να εξετάσουμε είναι το εάν ο Ήλιος είναι ένα τυπικό άστρο όσον αφορά τη σύστασή του» σχολιάζει ο Χορχέ Μαλέντεζ του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο, μέλος της ομάδας. «Το κυριότερο ερώτημα είναι: γιατί ο Ήλιος έχει τόσο μικρή περιεκτικότητα σε λίθιο;»

Το λίθιο, τρίτο ελαφρύτερο στοιχείο στον Περιοδικό Πίνακα, σχηματίστηκε σε μεγάλες ποσότητες μετά τη Μεγάλη Έκρηξη μαζί με το υδρογόνο και το ήλιο. Οι αστρονόμοι αναρωτιούνται εδώ και χρόνια γιατί ορισμένα άστρα είναι πλουσιότερα σε λίθιο από ό,τι άλλα, και η νέα μελέτη προσφέρει μια πιθανή απάντηση.

Ο Ήλιος εκτιμάται ότι είναι 99% φτωχότερος σε λίθιο από ό,τι το νέφος αερίων και σκόνης από το οποίο σχηματίστηκε. Το HIP 102152, όμως, αποδεικνύεται ακόμα φτωχότερο στο σημαντικό αυτό στοιχείο.

Η διαπίστωση αυτή έρχεται να προστεθεί σε προηγούμενες μελέτες που προέβλεπαν ότι η περιεκτικότητα σε λίθιο μειώνεται καθώς τα άστρα γερνούν. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το λίθιο των άστρων σαν τον Ήλιο πρέπει σταδιακά να καταστρέφεται, πιθανότατα σε πυρηνικές αντιδράσεις που συμβαίνουν βαθιά μέσα στο άστρο.

Η νέα μελέτη αποκαλύπτει παράλληλα ότι το HIP 102152 μοιάζει με τον Ήλιο και σε ένα άλλο χαρακτηριστικό: είναι ιδιαίτερα φτωχό σε μια σειρά στοιχείων που υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες στη Γη αλλά απουσιάζουν σχεδόν τελείως από τον Ήλιο.

Αυτό υποδηλώνει ότι, όπως και ο Ήλιος, το HIP 102152 είναι πιθανό να διαθέτει βραχώδεις πλανήτες σαν τη Γη, στους οποίους δεν αποκλείεται να έχει σχηματιστεί ζωή.

This wide-field view captures the solar twin HIP 102152 in the constellation of Capricornus (The Sea Goat). Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Το επόμενο κεφάλαιο στη ζωή του άστρου θα έρθει σε μερικές εκατοντάδες χρόνια, όταν το HIP 102152 αρχίσει να εξαντλεί τα πυρηνικά του καύσιμα, οπότε σταδιακά θα γίνει θερμότερο, θα διογκωθεί και θα μετατραπεί σε κόκκινο γίγαντα.

Located 250 light-years from Earth, HIP 102152 is more like the Sun than any other solar twin — apart from the fact that it is nearly four billion years older, giving us an unprecedented chance to study how the Sun will look when it ages. It is the oldest solar twin identified to date, and was studied by an international team using ESO's Very Large Telescope, led by astronomers in Brazil. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2/Nick Risinger (skysurvey.org) Music: Kevin MacLeod

Το ίδιο πιστεύεται εξάλλου ότι θα συμβεί και στον Ήλιο σε περίπου 4,5 δισ. χρόνια, οπότε θα φουσκώσει και δεν αποκλείεται ακόμα και να καταπιεί τη Γη.