Червени джуджета: Най-често срещаните и най-дълго живеещите звезди

Художник

Концепцията на художника, показваща DG CVn - двоична система, състояща се от две звезди червено джудже - отприщва поредица от мощни ракети, видяни от космическия кораб Swift на НАСА на 23 април 2014 г. (Изображение кредит: Центърът за космически полети Goddard на НАСА/S. Wiessinger)



Звездите с червени джуджета съставляват най -голямата популация от звезди в галактиката, но те се крият в сенките, твърде тъмни, за да се видят с просто око от Земята. Ограниченото им излъчване помага да се удължи животът им, който е много по -голям от този на слънцето.

Учените смятат, че 20 от 30 -те звезди в близост до Земята са червени джуджета. Най -близката до Слънцето звезда, Проксима Кентавър, е а червено джудже .

Терминът 'червено джудже' не се отнася до един вид звезда. Често се прилага за най -готините обекти, включително K и M джуджета - които са истински звезди - и кафяви джуджета, често наричани „неуспешни звезди“, тъй като те не поддържат синтез на водород в техните ядра.



„Няма истинско определение за червени джуджета“, каза астрономът Михаел Гилон от Университета в Лиеж в Белгия пред demokratija.eu по имейл. Гилон, който изучава звездни обекти в по -хладния край на спектъра, беше част от екипа, който идентифицира ултрахладната звезда ТРАПИСТ-1 . Червеното джудже „обикновено се отнася до звезди джуджета със спектрален тип, вариращ от K5V до M5V“, каза Гилън.

Формиране и характеристики

Червените джуджета се образуват като другите звезди от главната последователност . Първо, облак прах и газ се събира заедно от гравитацията и започва да се върти. След това материалът се слепва в центъра и когато достигне критичната температура, синтезът започва.

Червените джуджета включват най -малката звезда, тежаща между 7,5% и 50% от масата на слънцето. Намаленият им размер означава, че те изгарят при по -ниска температура, достигайки само 6380 градуса по Фаренхайт (3500 градуса по Целзий). Слънцето, за сравнение, има a температура от 9 900 F (5 500 C). Ниските температури на червените джуджета означават, че те са далеч, далеч по -тъмни от звезди като слънце .



Ниската им температура също означава, че те изгарят чрез снабдяването си с водород по -бързо. Докато други, по -масивни звезди изгарят само водорода в ядрото си, преди да стигнат до края на живота си, червените джуджета консумират целия си водород, вътре и извън ядрото им. Това удължава живота на червените джуджета до трилиони години; далеч отвъд 10-милиардния живот на слънчеви звезди.

В този художник

В концепцията на този художник газът и прахът се въртят около млада звезда. В крайна сметка този материал трябва да образува планети чрез гравитационно нарастване.(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)

Класифициране на червени джуджета



Учените понякога срещат трудности при разграничаването на звезда от червено джудже от кафяво джудже. Кафявите джуджета са хладни и мътни и вероятно се образуват по същия начин като червените джуджета, но кафявите джуджета никога не достигат точката на сливане, защото са твърде малки и следователно не се считат за звезди.

„Когато наблюдаваме червено джудже и измерваме атмосферата му, не знаем непременно дали е кафяво джудже или звезда - младите кафяви джуджета изглеждат почти точно като ултрахладни звезди“, казва Адам Бургасер, астроном от Калифорнийския университет, Сан Диего.

За да разберат дали небесният обект е кафяво или червено джудже, учените измерват температурата на атмосферата на обекта. Кафявите джуджета, които не се сливат, са по-хладни от 2000 келвина (3140 F или 1727 C), докато водородните звезди са по-топли от 2700 K (4 400 F или 2,427 C). Междувременно една звезда може да бъде класифицирана като червено джудже или кафяво джудже.

Понякога химикалите в атмосферата на обекта могат да разкрият улики за случващото се в сърцето му. Според Бургасер, наличието на молекули като метан или амоняк, които могат да оцелеят само при ниски температури, предполага, че обект е кафяво джудже. Литият в атмосферата също предполага, че червеното джудже е по -скоро кафяво джудже, отколкото истинска звезда.

Но учените все още могат да използват термина червено джудже, за да опишат как изглежда небесен обект - малък и притъмнен - ​​дори ако обектът всъщност е кафяво джудже, каза Бургасер.

Кафявите джуджета смесват характеристики на звезди и планети, но те са свои уникални същества. Този художник

Кафявите джуджета смесват характеристики на звезди и планети, но те са свои уникални същества. Илюстрацията на този художник показва кафявото джудже 2MASSJ22282889-431026, което космическите телескопи Spitzer и Hubble на НАСА наблюдават едновременно.(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech)

Множество обитаеми планети?

Планетите се образуват от материала, останал в диск след създаването на тяхната звезда. Намерени са много червени джуджета с заобикалящи ги планети, въпреки че огромните газови гиганти са рядкост. Тъй като червените джуджета са по -тъмни от звездите като слънцето, е по -лесно да се намерят малки планети, които могат да заобикалят тези по -тъмни обекти, което прави червените джуджета популярна мишена за лов на планети. На НАСА Космически телескоп Кеплер (който е действал между 2009 и 2018 г.) и Transiting Exoplanet Survey Satellite, или TESS (който започна работа през 2018 г.), са изследвали много звезди с червени джуджета за възможни планети, подобни на Земята.

Тъй като изследваните от TESS планети са в близост до ярки звезди, които са склонни да са близо до Земята, за наземните телескопи е по -лесно да следят наблюденията. През април 2019 г. разследващите от TESS обявиха, че имат откриха първата планета с размер на Земята на мисията си , въпреки че условията му не са идеални за живота, какъвто го познаваме.

Дълго време учените смятаха, че червените джуджета са необитаеми. Ограничената им светлина и топлина означаваше, че обитаемата зона - или районът, където течната вода може да се образува на планети около червено джудже - ще бъде много близо до звездата, поставяйки планетите в обхвата на вредното излъчване от звездата. Други планети могат да бъдат привързани към звездата, като едната страна е постоянно обърната към слънцето, което води до прегряване на едната страна, а на другата - твърде студена.

През 2016 г. е открита потенциално обитаема планета, обикаляща около Проксима Кентавър (най -близката звезда на Земята). А през 2019 г. астрономите обявиха възможността втора планета да обикаля далеч извън обитаемата зона на звездата. Най-малко седем планети с размер на Земята обикалят около червеното джудже ТРАПИСТ-1 , и много проучвания показват поне някои от тези планети биха могли да приемат живот .

Концепцията на този художник показва хипотетична обитаема планета с две луни, обикалящи около звезда от червено джудже. Астрономите са установили, че 6 % от всички звезди с червени джуджета имат планета с размер на Земята в обитаемата зона, която е достатъчно топла за течна вода на повърхността на планетата. Тъй като звездите с червени джуджета са толкова често срещани, то статистически най-близката планета, подобна на Земята, трябва да бъде само на 13 светлинни години. Изображението е добавено на 6 февруари 2013 г.

Концепцията на този художник показва хипотетична обитаема планета с две луни, обикалящи около звезда от червено джудже. Астрономите са установили, че 6 % от всички звезди с червени джуджета имат планета с размер на Земята в обитаемата зона, която е достатъчно топла за течна вода на повърхността на планетата. Тъй като звездите с червени джуджета са толкова често срещани, то статистически най-близката планета, подобна на Земята, трябва да бъде само на 13 светлинни години.(Изображение кредит: Дейвид А. Агилар (CfA))

Краят на линията

Малките червени джуджета може да имат удължен живот, но като всички останали звезди, те в крайна сметка ще изгорят чрез запасите си от гориво. Когато го направят, червените джуджета стават бели джуджета - мъртви звезди, които вече не претърпяват синтез в основата си. В крайна сметка белите джуджета ще излъчат цялата си топлина и ще станат черни джуджета.

Но за разлика от слънцето, което ще се превърне в бяло джудже след няколко милиарда години, на червените джуджета ще са необходими трилиони години, за да изгорят горивото си. Това е значително по -дълго от възрастта на Вселената, която е на по -малко от 14 милиарда години. Червените джуджета може да са малко мътни, но подобно на костенурката те бавно, но сигурно печелят надпреварата за оцеляване.

Допълнителни ресурси:

Тази статия е актуализирана на 6 юни 2019 г. от сътрудника на demokratija.eu Елизабет Хауъл.