Czerwony Krasnolud

Kolejne czerwone karłowate centauri jest częścią systemu gwiazd Alfa Centauri w konstelacji Centaur. Źródło: ESA/Hubble i NASA przez Wikimedia Commons.

Co to jest czerwony krasnolud?

A Czerwony Krasnolud Jest to mała i zimna gwiazda, której masa wynosi od 0.08 i 0.8 razy masa słońca. Są najliczniejszymi i długimi gwiazdami we wszechświecie: do trzech czwartych wszystkich znanych do tej pory. Ze względu na ich niską jasność nie są one obserwowalne dla nagiego oka, mimo że są liczne w sąsiedztwie słońca: 30 pobliskich gwiazd, 20 to czerwone krasnoludy. 

Najbardziej godną uwagi ze względu na bliskość do nas jest następny Centauri, w konstelacji Centaur, do 4.2 lata świetlne dalej. Został odkryty w 1915 roku przez szkockiego astronomu Roberta Innesa (1861–1933).

Jednak przed odkryciem następnego Centauri teleskop francuskiego astronomu Joseph de Lalande (1732–1802) znalazł już czerwonego krasnoluda Lalande 21185, w konstelacji burmistrza OSA.

Termin „czerwony krasnolud” służy do nazwania kilku rodzajów gwiazd, w tym tych o spektralnym typu K i M, a także brązowych karłach, gwiazdach, które nie są tak naprawdę takie, ponieważ nigdy nie mieli wystarczającej ilości masy, aby rozpocząć wewnętrzny reaktor wewnętrzny.

Typy widmowe odpowiadają temperaturze powierzchni gwiazdy, a jej światło rozkłada się w bardzo charakterystycznej serii pasków. 

Na przykład typ spektralny K ma temperaturę od 5000 do 3500 K i odpowiada gwiazdom żółtej pomarańczowej, podczas gdy temperatura typu M jest mniejsza niż 3500 K i jest czerwonymi gwiazdami.

Nasze słońce to widmowa temperatura G, żółta i powierzchniowa między 5000 a 6000 K. Gwiazdy o pewnym typie spektralnym mają wiele wspólnych cech, ponieważ jest najbardziej decydującą ze wszystkich z nich masy. Według masy gwiazdy będzie to jej ewolucja.

Charakterystyka czerwonych krasnoludów

Zdjęcie wykonane przez Hubble. Jest to jedna z najmniejszych gwiazd naszej Drogi Mlecznej, zwana Gliese 623B lub GL 623B

Czerwone karła mają pewne cechy, że różnice. Na początku wspomnieliśmy już o niektórych:

• Mały rozmiar.
• Niska temperatura powierzchni.
• Pod rytmem spalania materialnego.
• Rzadkość jasności.

Masa

Msza, jak powiedzieliśmy, jest głównym atrybutem, który określa kategorię, którą gwiazda osiąga. Czerwone karły są tak obfite, ponieważ powstają więcej niskich gwiazdek ciasta niż masywne gwiazdy.

Ale co ciekawe, czas potrzebny na utworzenie gwiazd z małym ciastem jest większy niż czas bardzo masywnych gwiazd. Stają się one znacznie mocniej, ponieważ siła grawitacji, która zagęszcza materię w środku, jest większa, ponieważ istnieje większa masa. 

The Sun, The Red Dwarf Star Gliese 229a, brązowy krasnoludek 1, krasnolud Brown Gliese 229B, brązowy karłowatość 1828 + 2650 i pokazano Jowisz planetę

I wiemy, że wymagana jest pewna ilość masy krytycznej, aby temperatura była odpowiednia, aby rozpocząć reakcje fuzji. W ten sposób gwiazda rozpoczyna swoje dorosłe życie.

Słońce potrzebowało dziesiątek milionów lat, ale 5 -czasowy gwiazda wymaga mniej niż miliona lat, podczas gdy najbardziej masywny może zacząć świecić w setkach tysięcy.

Temperatura

Temperatura powierzchni jest, ponieważ kolejna ważna cecha jest już powiedziana, która definiuje czerwone karła. Musi być mniej niż 5000 K, ale nie mniej niż 2000 K, w przeciwnym razie jest za zimno, aby być prawdziwą gwiazdą.

Może ci służyć: entalpia reakcji: definicja, termochemia, ćwiczenia

Obiekty gwiazdy o temperaturze mniejszej niż 2000 K nie mogą mieć rdzenia fuzyjnego, a są to przerwane gwiazdy, które nigdy nie osiągnęły masy krytycznej: brązowe krasnoludy.

Głębsza analiza linii spektralnych może zapewnić różnicę między czerwonym krasnoludem a brązowym karłowcem. Na przykład wskazania litu wskazują na fakt, że jest to czerwony karła, ale jeśli jest to metan lub amoniak, jest to prawdopodobnie brązowy krasnolud.

Typy spektralne i diagram Hertzsprung-Russell

Diagram Hertzsprung-Russell (diagram H-R) to wykres, który pokazuje cechy i ewolucję gwiazdy według jej charakterystyki widmowej. Obejmuje to temperaturę powierzchni, która, jak powiedzieliśmy, jest czynnikiem decydującym, a także jego jasność.

Zmienne, które tworzą wykres, są jasność na osi pionowej i skuteczna temperatura W osi poziomej. Został stworzony niezależnie na początku XX wieku przez astronomów Ejnar Hertzsprung i Henry Russell.

Schemat H-R pokazujący czerwone karły w głównej sekwencji, w prawym dolnym rogu. Źródło: Wikimedia Commons. Że [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)].

Według ich spektrum gwiazdy są pogrupowane zgodnie z klasyfikacją spektralną Harvarda, wskazując temperaturę gwiazdy w następującej sekwencji liter:

O b a f g c m

Zaczyna się od najgorętszych gwiazd, gwiazd typu lub, chociaż najzimniejsze są te typu M. Na górnym obrazie typy widmowe znajdują się na dole wykresu, na kolorowym pasku niebieskiego po lewej.

W ramach każdego typu istnieją warianty, ponieważ linie widmowe mają inną intensywność, wówczas każdy typ jest podzielony w kolejce na 10 podkategorii, oznaczone liczbami od 0 do 9. Im niższa liczba, najgorętsza jest gwiazda. Na przykład słońce to typ G2, a następny Centauri to M6. 

Nazywany jest środkowy region wykresu, który działa w postaci przybliżonej przekąski Główna sekwencja. Większość gwiazd jest tam, ale ich ewolucja może doprowadzić ich do opuszczenia i znajdowania się w innych kategoriach, takich jak gigant czerwony lub krasnolud lub biały krasnolud. Wszystko zależy od masy gwiazdy.

Życie czerwonych krasnoludów zawsze przyjmuje. Ale w tej klasie istnieją również gwiazdy superginizne, takie jak betelgeuse i Antares (po prawej stronie diagramu H-R).

Ewolucja

Życie każdej gwiazdy zaczyna się od upadku materii międzygwiezdnej dzięki działaniu grawitacji. Ponieważ sprawa się łączy, zmienia się szybciej i zamglony, tworząc album, dzięki konserwacji pędu kątowego. W centrum znajduje się protoestrella, zarodek, że tak powiem o przyszłej gwiazdy.

W miarę upływu czasu, temperatury i gęstości rosną, aż do osiągnięcia masy krytycznej, w której reaktor fuzyjny rozpoczyna swoją aktywność. Jest to źródło energii gwiazdy w nadchodzącym czasie i wymaga temperatury w jądrze około 8 milionów K.

Zapłon w jądrze stabilizuje gwiazdę, ponieważ kompensuje siłę grawitacyjną, prowadząc do wyglądu hydrostatycznego. W tym celu konieczna jest masa między 0.01 i 100 -krotność masy słońca. Jeśli ciasto jest większe, przegrzanie spowodowałoby katastrofę, która zniszczyłaby protoestrella.

Może ci służyć: Ohm Law: Jednostki i formuła, obliczenia, przykłady, ćwiczenia W czerwonym krasnoludku fuzja wodoru w jądrze równoważy siłę grawitacji. Źródło: f. Zapata.

Po uruchomieniu reaktora fuzyjnego i osiągnięcia równowagi gwiazdy przechodzą do głównej sekwencji schematu H-R. Czerwone karły emitują energię bardzo powoli, więc dostarczanie wodoru trwa wiele. Sposób, w jaki czerwono -karła emituje energię, jest przez mechanizm konwekcja. 

Konwersja wodoru helu, która wytwarza energię, odbywa się w czerwonych karłach przez Łańcuchy proton-protonowe, Sekwencja, w której jon wodoru łączy się z innym. Temperatura znacznie wpływa na sposób przeprowadzania tej fuzji.

Po wyczerpaniu wodoru reaktor gwiazdy przestaje działać i rozpoczyna się powolny proces chłodzenia.

Łańcuch Protón-Proton

Ta reakcja jest bardzo częsta w gwiazdach, które są właśnie włączone do głównej sekwencji, a także w czerwonych karłach. Zaczyna się tak:

¹ ₁H + ¹₁H → ²₁H + E⁺ + ν

Gdzie e⁺ Jest to pozytron, identyczny we wszystkim z elektronem, chyba że jego obciążenie jest dodatnie i ν Jest to neutrino, lekka i nieuchwytna cząsteczka. Ze swojej strony ²₁H jest ciężkim deuterem lub wodorem.

Wtedy tak się dzieje:

¹ ₁H + ²₁H → ³₂On + γ

W tym ostatnim γ symbolizuje foton. Obie reakcje występują dwukrotnie, aby dać:

³₂On + ³₂I → ⁴₂On+ 2 (¹ ₁H)

Jak gwiazda generuje to energię? Cóż, istnieje niewielka różnica w masie reakcji, niewielka utrata masy, która jest przekształcana w energię zgodnie ze słynnym równaniem Einsteina:

E = MC² 

Ponieważ ta reakcja występuje niezliczona ilość razy obejmująca ogromną ilość cząstek, uzyskana energia jest ogromna. Ale nie jest to jedyna reakcja, która ma miejsce wewnątrz gwiazdy, chociaż najczęstsza w czerwonych karłach.

Czas na życie gwiazdy

Artystyczna koncepcja planety z dwoma egzolonami krążącymi krążącymi w obszarze mieszkalnym czerwonego krasnoluda

Czas, w którym żyje gwiazda, zależy również od jej masy. Kolejne równanie jest szacowane na ten czas:

T = m^-2.5

Tutaj jest czas i m masa. Zastosowanie liter kapitałowych jest właściwe, z czasem i ogrom masy.

Gwiazda taka jak słońce mieszka około 10.000 milionów lat, ale gwiazda 30 -czasowa. Cokolwiek to jest wieczność dla ludzi.

Czerwone krasnoludy żyją znacznie więcej, dzięki parsymon. Na potrzeby czasu, gdy go doświadczamy, na zawsze twardy czerwony krasnolud, ponieważ czas potrzebny na wyczerpanie rdzenia wodoru przekracza szacowany wiek wszechświata. 

Żaden czerwony krasnolud nie umarł jeszcze, więc wszystko, co można spekulować na temat tego, ile żyją i co będzie ich koniec, wynika z symulacji komputerowych modeli utworzonych z informacjami o nich.

Może ci służyć: woltometr: Charakterystyka, operacja, do czego jest typów

Zgodnie z tymi modelami naukowcy przewidują, że gdy czerwony krasnolud wyczerpany wodór przekształci się w Niebieski krasnolud. 

Nikt nigdy nie widział gwiazdy tej klasy, ale jak kończy się wodór, czerwony karłak nie rozszerza się, dopóki nie staje się czerwona gigantyczna gwiazda, ponieważ nasze słońce sprawi, że pewnego dnia. Po prostu zwiększa jego radioaktywność, a wraz z nim temperaturę powierzchni, zmieniając niebieską.

Skład czerwonych karłów

Artystyczna koncepcja czerwonego karła, w szczególności gwiazda Barnarda

Skład gwiazd jest bardzo podobny, w przeważającej części są to ogromne kulki wodoru i helu. Zachowują część elementów obecnych w gazie i kurzu, które ich dało, więc zawierają również ślady elementów, które pomogły poprzednie gwiazdy.

Dlatego skład czerwonych karłów jest podobny do składu Słońca, chociaż linie spektralne różnią się znacznie z powodu temperatury. Więc jeśli gwiazda ma słabe linie wodoru, nie oznacza to, że brakuje jej tego elementu.

W czerwonych karłach istnieją ślady innych cięższych elementów, do których astronomowie nazywają „metali”.

W astronomii ta definicja nie pokrywa się z tym, co jest powszechnie rozumiane jako metal, ponieważ tutaj jest używana w odniesieniu do dowolnego elementu, z wyjątkiem wodoru i helu.

Szkolenie

Ziemia, Mars i planety Układu Słonecznego w porównaniu do egzoplanet Kepler-20E i Kepler-20F

Proces tworzenia gwiazd jest złożony i wpływa na wiele zmiennych. Jest to wiele, które wciąż nie jest znane temu procesowi, ale uważa się, że jest taki sam dla wszystkich gwiazd, jak opisano w poprzednich segmentach.

Czynnik, który określa rozmiar i kolor gwiazdy, związany z jej temperaturą, jest ilością materii, którą udaje mu dodać dzięki sile grawitacji. 

Problemem, który martwi astronomów, który wciąż nie jest wyjaśniony, jest fakt, że czerwone karła zawierają cięższe pierwiastki niż wodór, hel i lit. 

Z jednej strony teoria Wielkiego Wybuchu przewiduje, że pierwsze utworzone gwiazdy muszą składać się tylko z trzech lżejszych elementów. Jednak ciężkie elementy zostały wykryte w czerwonych karłach. 

A jeśli żaden czerwony karłowca jeszcze nie umarł, oznacza to, że pierwsze czerwone krasnoludy, które utworzyły.

Następnie czerwone krasnoludy powstały później, ponieważ wymagana jest obecność ciężkich elementów w ich tworzeniu. Albo że są czerwone krasnoludy pierwszej generacji, ale to tak małe i przy tak małej jasności, nie zostały jeszcze odkryte.

Przykłady czerwonych krasnoludów

Następny Centauri

Artystyczne wrażenie następnych centauri B pokazanych hipotetycznie jako skalisty i suchy superstier. Źródło: ESO/M. Kornmesser, CC o 4.0, Via Wikimedia Commons

To jest 4.2 lata świetlne i ma masowy równoważny ósmej części słońca, ale 40 razy gęstszy. Następnie ma intensywne pole magnetyczne, co sprawia, że ​​jest podatne na szerokie.

Następnie ma także co najmniej jedną znaną planetę: Next Centauri B, wydany w 2016 roku. Ale uważa się, że flary zrównało, że gwiazda często emituje, więc jest mało prawdopodobne, aby domy życiowe, przynajmniej nie podobne do tej, które znamy, ponieważ emisje gwiazd zawierają x -szaści zawierają.

Barnard Star

Porównanie rozmiarów między słońcem, gwiazdą Barnarda i planety Jowisz. Źródło: Wikimedia Commons.

Jest to bardzo bliski czerwony karłak, o 5.9 lat świetlnych, których główną cechą jest jego wielka prędkość, około 90 km/s w kierunku słońca. 

Jest widoczny przez teleskopy i tak blisko, jest również podatny na doświadczanie flami i świeci. Ostatnio planeta została odkryta przez okrucie gwiazdy Barnarda.

Teegarden Star

Schemat prawdopodobnej struktury systemu gwiezdnego Teegardens 12 lat świetlnych z Ziemi, zgodnie z rozumianiem w 2019 r. Źródło: DARC 12345, CC0, Via Wikimedia Commons

Ten czerwony krasnolud zaledwie 8 % masy słońca jest w konstelacji Barana i można go zobaczyć tylko z potężnymi teleskopami. Jest to jedna z najbliższych gwiazd, w odległości około 12 lat świetlnych.

Został odkryty w 2002 roku, a oprócz posiadania niezwykłego ruchu, najwyraźniej ma planety w strefie zamieszkania SO.

Wolf 359

Wolf 359

Jest to zmienna czerwona karła w konstelacji Leo i odległych prawie 8 lat świetlnych od naszego słońca. Będąc zmienną gwiazdą, jego jasność rośnie okresowo, chociaż jej wnętrzności nie są tak intensywne jak te z następnych centauri.