Vörös törpe

Vörös törpe – a Hertzsprung-Russell diagram szerint egy kicsi és viszonylag hideg fősorozatú csillag , amelynek spektrális típusa M vagy késői K. Nagyon gyakori csillagok, különösen az olyan régi gömbhalmazokban, mint az M3 , galaktikus halo . A vörös törpék eloszlása a Galaxisban gömb alakú, ellentétben az erősen sugárzó karokkal, amelyek fényessége a fényes, fiatal csillagoknak és a gázhalmazok újrasugárzásának köszönhető.

Általános jellemzők

A vörös törpék nagyon különböznek a többi csillagtól. A vörös törpék tömege nem haladja meg a naptömeg harmadát (az alsó tömeghatár vagy a Kumar-határ 0,0767 a nehéz elemek szokásos bősége mellett [1] [2] M ☉ , ekkor jönnek a barna törpék ). A vörös törpe fotoszférájának hőmérséklete elérheti a 3500 K -t , ami meghaladja az izzószál hőmérsékletét , ezért a vörös törpék a lámpákhoz hasonlóan nevükkel ellentétben nem vörös, hanem okkersárgás árnyalatot bocsátanak ki. Az ilyen típusú csillagok nagyon kevés fényt bocsátanak ki, néha 10 000-szer kevesebbet, mint a Nap. A hidrogén termonukleáris égésének alacsony sebessége miatt a vörös törpék nagyon hosszú élettartamúak - több tízmilliárdtól több tíz billió évig (egy 0,1 naptömegű vörös törpe 10 billió évig ég) [2] . A héliummal végbemenő termonukleáris reakciók lehetetlenek a vörös törpék mélyén , így nem tudnak vörös óriássá válni . Idővel fokozatosan zsugorodnak és egyre jobban felmelegednek, amíg el nem használják a teljes hidrogén-üzemanyag-készletüket, és fokozatosan kék törpékké , majd héliummaggal rendelkező fehér törpékké válnak. De nem telt el elég idő az Ősrobbanás óta ahhoz, hogy a vörös törpék kiléphessenek a fő sorozatból .

Az a tény, hogy a vörös törpék a fősorozaton maradnak, míg más csillagok elmozdulnak, lehetővé teszi a csillaghalmazok korának meghatározását azáltal, hogy megtaláljuk azt a tömeget, amelynél a csillagok kénytelenek elhagyni a fősorozatot.

A vörös törpék jellemzői [3]

Spektrális osztály	Sugár	Súly	Fényesség	Hőfok	Tipikus képviselők
Spektrális osztály	R/R ☉	M/M ☉	L/L ☉	K	Tipikus képviselők
M0	0,64	0,47	0,075	3850	GJ278C
M1	0,49	0,49	0,035	3600	GJ 229A
M2	0,44	0,44	0,023	3400	Lalande 21185
M3	0,39	0,36	0,015	3250	GJ725A
M4	0.26	0,20	0,0055	3100	Barnard csillaga
M5	0,20	0.14	0,0022	2800	GJ866AB
M6	0,15	0.10	0,0009	2600	Farkas 359
M7	0.12	0,09	0,0006	2500	Van Bisbrook 8
M8	0.11	0,08	0,0003	2400	Van Bisbrook 9
M9	0,08	0,079	0,00015	2300	LHS 2924
M9.5	0,08	0,075	0,0001	2250	DENIS-P J0021.0-4244 [4]

Vörös törpék az univerzumban

Szinte minden szabad szemmel látható csillag fehér vagy kék, ezért azt gondolhatja, hogy a vörös törpék nem gyakoriak. De a valóságban ezek a leggyakoribb csillag típusú objektumok az Univerzumban [5] . A lényeg az, hogy a távoli halvány csillagok egyszerűen nem láthatók. A Proxima Centauri , a Naphoz legközelebbi csillag, vörös törpe (M5,5Ve spektrális osztály; magnitúdó 11,0 m ) , akárcsak a következő harminc legközelebbi csillag közül húsz. Alacsony fényességük miatt azonban kevéssé tanulmányozzák őket.

Az ősvörös törpék problémája

A csillagászat egyik rejtélye a vörös törpék túl kevés száma, amelyek egyáltalán nem tartalmaznak fémeket. A Big Bang modell szerint a csillagok első generációjának csak hidrogént és héliumot (és nagyon kis mennyiségű lítiumot) kellett volna tartalmaznia. Ha vörös törpék is voltak ezek között a csillagok között, akkor ma megfigyelni kellene őket, ami nem így van. Az általánosan elfogadott magyarázat szerint a kis tömegű csillagok nem alakulhatnak ki nehéz elemek nélkül. Mivel a termonukleáris reakciók a könnyű csillagokban hidrogén jelenlétében játszódnak le fémek jelenlétében, egy korai kis tömegű, fémektől mentes protocsillag nem tud „meggyulladni”, és kénytelen gázfelhőnek maradni, amíg több anyagot nem kap. Mindez alátámasztja azt az elméletet, hogy az első csillagok nagyon nagy tömegűek voltak, és hamarosan elpusztultak, nagy mennyiségű fémet lökve ki a könnyű csillagok kialakulásához.

Élet a vörös törpék körüli bolygókon

A vörös törpék termonukleáris reakciói „gazdaságosak”: a nukleoszintézis e csillagok mélyén lassú. Ez annak köszönhető, hogy a termonukleáris reakciók sebessége (körülbelül a negyedik hatvány) erősen függ a hőmérséklettől, amely alacsony tömegű csillagokban alacsony. Ezért a vörös törpék életciklusa több százszor hosszabb, mint a sárga törpéké (különösen a Napé). Ha a legegyszerűbb élet valamelyik bolygón egy vörös törpe közelében keletkezett, akkor annak a valószínűsége, hogy valami érdekessé fejlődik, összehasonlíthatatlanul nagyobb, mint az olyan viszonylag rövid életű csillagoké, mint a Nap. Ez annak köszönhető, hogy évmilliárdokat vesz igénybe a magasan szervezett élet kialakulásához.

Exobolygók

2005 - ben vörös törpék körül keringő exobolygókat fedeztek fel . Az egyik mérete a Neptunuszhoz hasonlítható (körülbelül 17 Földtömeg ). Ez a bolygó mindössze 6 millió kilométerre kering a csillagtól (0,04 AU ), ezért a felszíni hőmérsékletének 150 ° C körül kell lennie , annak ellenére, hogy a csillag fényereje alacsony. 2006- ban egy Földhöz hasonló bolygót fedeztek fel. 390 millió kilométeres (2,6 AU ) távolságban kering egy vörös törpe körül, felszíni hőmérséklete –220 °C. 2007 -ben bolygókat fedeztek fel a Gliese 581 vörös törpe lakható zónájában , 2010 -ben a Gliese 876 közelében, a lakható zónában fedeztek fel bolygót . 2014-ben fedezték fel a Föld méretű Kepler-186f bolygót a lakható zónában [6] . 2017. február 22-én bejelentették hét Föld-szerű bolygó felfedezését a TRAPPIST-1 vörös törpe körül . Közülük három a lakható zónában található [7] .

Bolygóklímával kapcsolatos problémák

Mivel a vörös törpék meglehetősen halványak, az effektív földi pályának közel kell lennie a csillaghoz. De egy bolygó, amely túl közel van egy csillaghoz , állandóan az egyik oldalon néz szembe vele . Ezt a jelenséget árapály befogásnak nevezik . Hőmérsékletkülönbséget okozhat a különböző féltekéken (éjjel és nappal), mivel a nappali féltekén mindig meleg van (lehet, hogy nagyon meleg), éjszaka pedig megközelítheti az abszolút nullát . A sűrű légkör azonban biztosíthat némi hőátadást az árnyékféltekén, de ez erős szelet okozna.

A vörös törpék sokszor aktívabbak, mint a Nap (az ilyen csillagok csillagszele nem sokkal gyengébb, mint a Napé). A vörös törpe rendszerben lévő nagyon erős napkitörések károsak lehetnek a bolygó lehetséges életére. A bolygó mágneses tere a sugárzás gátjává válva részben megoldhatná ezt a problémát , de az árapály-befogó bolygók legtöbbször nem rendelkezhetnek vele, mert a bolygóforgás hiánya a magforgás hiányát is jelenti. A magnetoszféra kozmikus sugárzás elleni védelemben betöltött szerepét azonban régóta túlbecsülték, és a légkör védő tulajdonságai önmagában is elegendőek lehetnek [8] .

Tipikus vörös törpék

Proxima Centauri - (M5,5 Ve) - távolság 1,31 db ; fényerő - 0,000 072 szoláris;
Barnard's Star - (M5V) - távolság 1,83 db ; fényerő - 0,000 450 szoláris;
Wolf 359 - (dM6e) - távolság 2,34 db ; fényerő - 0,000 016 szoláris;
Ross 154 - (dM4e) - távolság 2,93 db ; fényerő - 0,000 380 szoláris;
Ross 248 - (dM6e) - távolság 3,16 db ; fényerő - 0,000 110 szoláris;
Ross 128 - (dM5) - távolság 3,34 db ; fényerő - 0,000 080 szoláris;
Gliese 581 - (M3V) - távolság 6,27 db ; fényerő - 0,013 nap;
TRAPPIST-1 - ( M8V ) - távolság 12,10 db ; fényerő - 0,000 525 szoláris.

Jegyzetek

↑ Burrows, A., Hubbard, WB, Saumon, D., Lunine, JI Barna törpe és nagyon kis tömegű csillagmodellek kiterjesztett halmaza // The Astrophysical Journal : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 1993. - Vol. 406 , sz. 1 . - 158-171 . o . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/172427 . - .
↑ 1 2 Fred C. Adams és Gregory Laughlin (U. Michigan) (1997), A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects, p. 5, arΧiv : astro-ph/9701131 [astro-ph]. (angol) (A fő szekvencián való tartózkodás hosszával kapcsolatban: Lásd 5. oldal. - (2.1a) képlet: , ahol kis tömegű csillagok esetén az α ≈ 3 - 4 értéket veszik fel. Ha az α = értéket vesszük 3, akkor a 0,1 M ⊙ tömegű vörös törpe 1⋅10 13 évig ég ... Ha α = 4 értéket vesszük, és egy vörös törpe tömegét M * = 0,0767 M ⊙ , akkor egy ilyen vörös A törpe 2,9⋅10 14 évig égne .) $_{{\tau _{\ast }=10^{{10}}év\balra[{M_{\ast } \több mint 1M_{\odot }}\jobbra]^{{-\alpha }}}}$
↑ Kaltenegger, L.; Traub, WA Földszerű bolygók tranzitjai // The Astrophysical Journal : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2009. - Vol. 698 , sz. 1 . - P. 519-527 . - doi : 10.1088/0004-637X/698/1/519 . - Iránykód .
↑ Caballero J. A legszélesebb ultrahűvös bináris // Astronomy and Astrophysics : op . tudományos magazin . - EDP Sciences , 2007. - Vol. 462 . -P.L61- L64 . - doi : 10.1051/0004-6361:20066814 . - .
↑ Deepak Chopra, Minas Kafatos. Te vagy a Kozmosz. Hogyan fedezd fel magadban az univerzumot és miért fontos ez ? — Liter, 2017-10-29. — 329 p. - ISBN 978-5-04-074474-9 . Archiválva : 2020. június 6. a Wayback Machine -nél
↑ A Kepler megtalálta az első Föld méretű exobolygót egy lakható zónában! . Letöltve: 2014. április 18. Az eredetiből archiválva : 2014. április 18.. (határozatlan)
↑ Northon, Karen . A NASA teleszkópja rekordot döntő exobolygó felfedezést mutatott be (angolul) , NASA (2017. február 22.). Archiválva az eredetiből 2017. március 5-én. Letöltve: 2017. február 22.
↑ A Föld mágneses tere nem véd a sugárzás ellen . Letöltve: 2017. május 1. Az eredetiből archiválva : 2017. február 8.. (határozatlan)

Irodalom

Alpert, Mark (2005. nov.). Red Star Rising. Scientific American , p. tizenöt.
Közös csillag körül keringő Neptun-méretű bolygó sok másra utal

Linkek

A. Burrows; WB Hubbard; D. Saumon; JI Lunin. Barna törpe és nagyon kis tömegű csillagmodellek bővített halmaza // The Astrophysical Journal : Journal. - IOP Publishing , 1993. - Vol. 406 , sz. 1 . - 158-171 . o . - doi : 10.1086/172427 . - .
A VLT interferométer a Proxima Centauri és más közeli csillagok méretét méri , Európai Déli Obszervatórium (2002. november 19.). Archiválva az eredetiből 2007. január 3-án. Letöltve: 2007. január 12.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4178529-0