El Sol alcanzará su máxima temperatura cuando cumpla 8.000 millones de años

Una base de datos sobre las propiedades intrínsecas de cientos de millones de estrellas, incluida en la tercera entrega de resultados de la misión Gaia de la ESA, permite predecir la muerte del Sol: todavía habrá que esperar más de 7.000 millones de años.

La misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) toma lecturas excepcionalmente precisas del brillo aparente de una estrella vista desde la Tierra y su color. Convertir esas características básicas de observación en las propiedades intrínsecas de una estrella es un trabajo minucioso.

La correlación de luminosidad y edad permite trazar cada estrella en un solo diagrama, conocido como el diagrama de Hertzsprung-Russell (H-R), que se ha convertido en una de las piedras angulares de la astrofísica.

Diseñado de forma independiente en 1911 por Ejnar Hertzsprung y en 1913 por Henry Norris Russell, un diagrama H-R traza la luminosidad intrínseca de una estrella frente a su temperatura superficial efectiva. Al hacerlo, revela cómo evolucionan las estrellas a lo largo de sus largos ciclos de vida.

Si bien la masa de la estrella cambia relativamente poco durante su vida, su temperatura y tamaño varían mucho a medida que envejece. Estos cambios son impulsados por el tipo de reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en su interior en cada momento.

Una estrella que nació hace 4.570 millones de años

Con una edad de alrededor de 4.570 millones de años, nuestro Sol se encuentra actualmente en su apacible edad media, fusionando hidrógeno en helio y, en general, siendo bastante estable. Pero este no será siempre el caso.

A medida que el combustible de hidrógeno se agota en su núcleo y comienzan los cambios en el proceso de fusión, se espera que vaya hinchándose hasta convertirse en una gigante roja, bajando la temperatura de su superficie en el proceso.

Cómo sucede esto exactamente depende de la cantidad de masa que contiene una estrella y su composición química. Aquí es donde entra en juego DR3, la base de datos de Gaia.

Orlagh Creevey, del Observatorio de la Costa Azul, en el Estado francés, y sus colegas analizaron los datos de Gaia en busca de las observaciones estelares más precisas que la nave espacial pudiera ofrecer. «Queríamos tener una muestra realmente pura de estrellas con mediciones de alta precisión», señala Creevey en un comunicado.

Concentraron sus esfuerzos en estrellas que tienen temperaturas superficiales de entre 3.000 y 10.000 Kelvin porque son las estrellas más longevas de la galaxia y, por lo tanto, pueden revelar la historia de la Vía Láctea. También son candidatas prometedoras para encontrar exoplanetas porque son muy similares al Sol, que tiene una temperatura superficial de 6.000 K.

Luego, Orlagh y sus colegas filtraron la muestra para mostrar solo aquellas estrellas que tenían la misma masa y composición química que el Sol. Dado que permitieron que la edad fuera diferente, las estrellas que seleccionaron terminaron trazando una línea a través del diagrama H-R que representa la evolución de nuestro Sol desde su pasado hasta su futuro.

Así reveló la forma en que nuestra estrella variará su temperatura y luminosidad a medida que envejezca.

A los 11.000 años será una gigante roja

A partir de este trabajo, queda claro que el Sol alcanzará su temperatura máxima aproximadamente a los 8.000 millones de años, luego se enfriará y aumentará de tamaño, convirtiéndose en una gigante roja alrededor de los 10.000 a 11.000 millones de años.

El Sol llegará al final de su vida después de esta fase, cuando finalmente se convierta en una tenue enana blanca.

Encontrar estrellas similares es esencial para comprender cómo encajamos nuestro Sistema Solar en el universo más amplio. «Si no entendemos nuestro propio Sol, y hay muchas cosas que no sabemos al respecto, ¿cómo podemos esperar comprender todas las otras estrellas que componen nuestra maravillosa galaxia?», se cuestiona Creevey.

Es una fuente de cierta ironía que el Sol sea nuestra estrella más cercana y más estudiada, pero su proximidad nos obligue a estudiarlo con telescopios e instrumentos completamente diferentes de los que usamos para observar el resto de las estrellas.

Esto se debe a que es mucho más brillante que las otras estrellas. Al identificar estrellas similares al Sol, pero esta vez con edades similares, puede superarse este vacío observacional.

Para identificar estos «análogos solares» en los datos de Gaia, Creevey y sus colegas buscaron estrellas con temperaturas, gravedades superficiales, composiciones, masas y radios similares a las que tiene el Sol en la actualidad. Encontraron 5.863 estrellas que coincidían con sus criterios.