ZA czerwony karzeł Jest to mała i zimna gwiazda, której masa jest między 0,08 a 0,8 masy Słońca. Są to najliczniejsze i najdłużej żyjące gwiazdy we Wszechświecie: do trzech czwartych wszystkich znanych do tej pory. Ze względu na niską jasność nie są widoczne gołym okiem, mimo że są liczne w pobliżu Słońca: z 30 pobliskich gwiazd 20 to czerwone karły.
Najbardziej godna uwagi ze względu na bliskość nas jest Proxima Centauri w gwiazdozbiorze Centaura, oddalona o 4,2 roku świetlnego. Został odkryty w 1915 roku przez szkockiego astronoma Roberta Innesa (1861-1933).
Jednak zanim odkryto Proxima Centauri, teleskop francuskiego astronoma Josepha de Lalande (1732-1802) znalazł już czerwonego karła Lalande 21185 w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy..
Termin „czerwony karzeł” jest używany w odniesieniu do różnych klas gwiazd, w tym tych o typach widmowych K i M, a także brązowych karłów, gwiazd, które tak naprawdę nie są takie, ponieważ nigdy nie miały wystarczającej masy, aby uruchomić swój wewnętrzny reaktor.
Typy widmowe odpowiadają temperaturze powierzchni gwiazdy, a jej światło jest rozbite na szereg bardzo charakterystycznych linii..
Na przykład typ widmowy K ma temperaturę od 5000 do 3500 K i odpowiada żółto-pomarańczowym gwiazdom, podczas gdy temperatura typu M jest mniejsza niż 3500 K i są to gwiazdy czerwone..
Nasze Słońce jest typu widmowego G, ma kolor żółty i ma temperaturę powierzchni od 5000 do 6000 K. Gwiazdy o określonym typie widmowym mają wiele cech wspólnych, z których najważniejszym jest masa. Zgodnie z masą gwiazdy będzie to jej ewolucja.
Indeks artykułów
Czerwone karły mają pewne cechy, które je odróżniają. O niektórych już wspomnieliśmy na początku:
-Mały rozmiar.
-Niska temperatura powierzchni.
-Niska szybkość spalania materiału.
-Słaba jasność.
Jak powiedzieliśmy, masa jest głównym atrybutem definiującym kategorię, do której dociera gwiazda. Czerwone karły są tak liczne, ponieważ powstaje więcej gwiazd o małej masie niż masywnych.
Ale co ciekawe, czas potrzebny do powstania gwiazd o małej masie jest dłuższy niż w przypadku gwiazd bardzo masywnych. Rosną one znacznie szybciej, ponieważ siła grawitacji, która zagęszcza materię w środku, jest większa, im więcej jest masy..
Wiemy też, że do zainicjowania reakcji syntezy termicznej potrzebna jest pewna masa krytyczna. W ten sposób gwiazda rozpoczyna dorosłe życie.
Słońce powstało przez dziesiątki milionów lat, ale gwiazda 5 razy większa potrzebuje mniej niż miliona lat, podczas gdy te najbardziej masywne mogą zacząć świecić w setkach tysięcy..
Temperatura powierzchni jest, jak już wspomniano, kolejną ważną cechą charakterystyczną czerwonych karłów. Musi być mniejsza niż 5000K, ale nie mniejsza niż 2000K, w przeciwnym razie jest zbyt fajna, aby być prawdziwą gwiazdą.
Obiekty gwiazdowe o temperaturze niższej niż 2000 K nie mogą mieć jądra fuzyjnego i są gwiazdami abortowanymi, które nigdy nie osiągnęły masy krytycznej: brązowe karły.
Głębsza analiza linii widmowych może zapewnić różnicę między czerwonym a brązowym karłem. Na przykład dowody na obecność litu sugerują, że jest to czerwony karzeł, ale jeśli jest to metan lub amoniak, prawdopodobnie jest to brązowy karzeł.
Diagram Hertzsprunga-Russella (diagram H-R) to wykres przedstawiający charakterystykę i ewolucję gwiazdy zgodnie z jej charakterystyką widmową. Obejmuje to temperaturę powierzchni, która, jak powiedzieliśmy, jest decydującym czynnikiem, a także jej jasność..
Zmienne składające się na wykres to jasność na osi pionowej i efektywna temperatura na osi poziomej. Został stworzony niezależnie na początku XX wieku przez astronomów Ejnara Hertzsprunga i Henry'ego Russella..
Zgodnie z ich widmem gwiazdy są pogrupowane zgodnie z klasyfikacją widmową Harvardu, wskazującą temperaturę gwiazdy w następującej kolejności liter:
O B A F G K M
Zaczynamy od najgorętszych gwiazd typu O, a najzimniejsze są gwiazd typu M. Na rysunku typy widmowe znajdują się w dolnej części wykresu, na pasku koloru niebieskiego po lewej stronie, aż do czerwonego po prawej.
W ramach każdego typu istnieją wariacje, ponieważ linie widmowe mają różną intensywność, a następnie każdy typ jest podzielony na 10 podkategorii, oznaczonych liczbami od 0 do 9. Im niższa liczba, tym gorętsza gwiazda. Na przykład Słońce jest typu G2, a Proxima Centauri to M6.
Nazywa się centralny obszar wykresu, który przebiega mniej więcej po przekątnej główna sekwencja. Większość gwiazd tam jest, ale ich ewolucja może doprowadzić do ich pojawienia się i umieszczenia w innych kategoriach, takich jak czerwony olbrzym lub biały karzeł. Wszystko zależy od masy gwiazdy.
Życie czerwonych karłów zawsze toczy się w głównej sekwencji, a pod względem typu widmowego nie wszystkie karły klasy M są czerwonymi karłami, chociaż większość nimi jest. Ale w tej klasie są również nadolbrzymy, takie jak Betelgeuse i Antares (prawy górny róg diagramu H-R).
Życie każdej gwiazdy zaczyna się wraz z zapadnięciem się materii międzygwiazdowej w wyniku działania grawitacji. Gdy materia się aglutynuje, obraca się coraz szybciej i spłaszcza się w dysk, dzięki zachowaniu momentu pędu. W centrum znajduje się protogwiazda, zarodek, by tak rzec, przyszłej gwiazdy.
W miarę upływu czasu temperatura i gęstość rosną, aż do osiągnięcia masy krytycznej, w której reaktor termojądrowy rozpoczyna swoją działalność. Jest to źródło energii dla gwiazdy w jej nadchodzącym czasie i wymaga temperatury rdzenia około 8 milionów K..
Zapłon w jądrze stabilizuje gwiazdę, ponieważ kompensuje siłę grawitacji, powodując równowagę hydrostatyczną. Wymaga to masy od 0,01 do 100 mas Słońca. Jeśli masa jest większa, przegrzanie spowodowałoby katastrofę, która zniszczyłaby protogwiazdę.
Po uruchomieniu reaktora termojądrowego i osiągnięciu równowagi gwiazdy znajdują się w głównej sekwencji diagramu H-R. Czerwone karły bardzo wolno wydzielają energię, więc ich wodór wystarcza na długi czas. Sposób, w jaki czerwony karzeł emituje energię, odbywa się poprzez mechanizm konwekcja.
Energetyczna konwersja wodoru do helu odbywa się w czerwonych karłach wg łańcuchy protonowo-protonowe, sekwencja, w której jeden jon wodorowy łączy się z innym. Temperatura ma duży wpływ na sposób, w jaki zachodzi ta fuzja.
Po zużyciu wodoru reaktor gwiazdy przestaje działać i rozpoczyna się proces powolnego chłodzenia..
Ta reakcja jest bardzo powszechna w gwiazdach, które właśnie dołączyły do głównej sekwencji, a także u czerwonych karłów. Zaczyna się tak:
1 1H. + 11H → dwa1H + e+ + ν
Gdzie e+ jest pozytonem, identycznym pod każdym względem z elektronem, poza tym, że jego ładunek jest dodatni i ν to neutrino, lekka i nieuchwytna cząstka. Ze swojej strony dwa1H to deuter lub ciężki wodór.
Wtedy to się dzieje:
1 1H. + dwa1H → 3dwaOn + γ
W tym drugim przypadku γ symbolizuje foton. Obie reakcje zachodzą dwukrotnie, w wyniku czego:
3dwamam + 3dwaMam → 4dwaOn + 2 (1 1H)
W jaki sposób gwiazda generuje energię w ten sposób? Cóż, istnieje niewielka różnica w masie reakcji, niewielka utrata masy, która jest przekształcana w energię zgodnie ze słynnym równaniem Einsteina:
E = mcdwa
Ponieważ reakcja ta zachodzi niezliczoną ilość razy z udziałem ogromnej liczby cząstek, uzyskana energia jest ogromna. Ale to nie jedyna reakcja zachodząca wewnątrz gwiazdy, chociaż najczęściej występuje u czerwonych karłów..
To, jak długo żyje gwiazda, zależy również od jej masy. Poniższe równanie jest oszacowaniem tego czasu:
T = M-2.5
Tutaj T to czas, a M to masa. Stosowanie wielkich liter jest właściwe ze względu na czas i ogrom masy.
Gwiazda taka jak Słońce żyje około 10 miliardów lat, ale gwiazda 30 razy większa od Słońca żyje 30 milionów lat, a inna, jeszcze bardziej masywna, może żyć około 2 miliony lat. Tak czy inaczej, dla ludzi jest to wieczność.
Czerwone karły żyją znacznie dłużej dzięki oszczędnemu zużyciu paliwa jądrowego. Dla potrzeb czasu, jakiego doświadczamy, czerwony karzeł trwa wiecznie, ponieważ czas potrzebny do wyczerpania wodoru z jądra przekracza szacowany wiek Wszechświata.
Żadne czerwone karły jeszcze nie umarły, więc wszystko, co można spekulować na temat tego, jak długo żyją i jaki będzie ich koniec, to symulacje komputerowe modeli stworzonych na podstawie posiadanych przez nas informacji..
Zgodnie z tymi modelami naukowcy przewidują, że gdy czerwony karzeł zabraknie wodoru, przekształci się w niebieski karzeł.
Nikt nigdy nie widział takiej gwiazdy, ale gdy kończy się wodór, czerwony karzeł nie rozszerza się do postaci czerwonego olbrzyma, jak pewnego dnia nasze Słońce. Po prostu zwiększa swoją radioaktywność, a wraz z nią temperaturę powierzchni, zmieniając kolor na niebieski.
Skład gwiazd jest bardzo podobny, w większości są to ogromne kule wodoru i helu. Zachowują niektóre pierwiastki obecne w gazie i pyle, które je dały, więc zawierają również ślady pierwiastków, które poprzednie gwiazdy pomogły stworzyć..
Z tego powodu skład czerwonych karłów jest podobny do składu Słońca, chociaż linie widmowe różnią się znacznie ze względu na temperaturę. Jeśli więc gwiazda ma słabe linie wodoru, nie oznacza to, że brakuje jej tego pierwiastka..
Na czerwonych karłach są ślady innych cięższych pierwiastków, które astronomowie nazywają „metalami”.
W astronomii ta definicja nie pokrywa się z tym, co jest powszechnie rozumiane jako metal, ponieważ tutaj jest używane w odniesieniu do dowolnego pierwiastka, z wyjątkiem wodoru i helu.
Proces powstawania gwiazd jest złożony i wpływa na niego wiele zmiennych. Jest jeszcze wiele nieznanych informacji na temat tego procesu, ale uważa się, że jest on taki sam dla wszystkich gwiazd, jak opisano w poprzednich segmentach..
Czynnikiem określającym rozmiar i kolor gwiazdy, związanym z jej temperaturą, jest ilość materii, którą jest w stanie dodać dzięki sile grawitacji..
Kwestią, która niepokoi astronomów i pozostaje do wyjaśnienia, jest fakt, że czerwone karły zawierają pierwiastki cięższe od wodoru, helu i litu..
Z jednej strony teoria Wielkiego Wybuchu przewiduje, że pierwsze powstałe gwiazdy muszą składać się tylko z trzech najlżejszych pierwiastków. Jednak ciężkie pierwiastki wykryto u czerwonych karłów.
A jeśli jeszcze żadne czerwone karły nie umarły, oznacza to, że pierwsze czerwone karły, które się utworzyły, muszą gdzieś tam być, wszystkie złożone z elementów świetlnych..
Wtedy czerwone karły mogły powstać później, ponieważ do ich stworzenia wymagana jest obecność ciężkich pierwiastków. Albo że istnieją czerwone karły pierwszej generacji, ale są tak małe i mają tak niską jasność, że nie zostały jeszcze odkryte..
Jest odległa o 4,2 roku świetlnego i ma masę równą jednej ósmej masy Słońca, ale jest 40 razy gęstsza. Proxima ma silne pole magnetyczne, co powoduje, że jest podatna na rozbłyski.
Proxima ma również co najmniej jedną znaną planetę: Proxima Centauri b, odsłoniętą w 2016 r. Uważa się jednak, że została zmyta przez rozbłyski, które często emituje gwiazda, więc jest mało prawdopodobne, aby żyło tam życie, przynajmniej nie takie, jakie znamy, ponieważ emisje gwiazdy zawierają promienie rentgenowskie.
Jest to bardzo bliski czerwony karzeł, oddalony o 5,9 lat świetlnych, którego główną cechą jest duża prędkość, około 90 km / sw kierunku Słońca..
Jest widoczny przez teleskopy i podobnie jak Proxima jest również podatny na odblaski i odblaski. Niedawno odkryto planetę krążącą wokół gwiazdy Barnarda.
Ten czerwony karzeł, stanowiący zaledwie 8% masy Słońca, znajduje się w gwiazdozbiorze Barana i można go zobaczyć tylko za pomocą potężnych teleskopów. Jest jedną z najbliższych gwiazd w odległości około 12 lat świetlnych..
Został odkryty w 2002 roku i oprócz tego, że ma niezwykły własny ruch, wydaje się, że ma planety w tak zwanej strefie nadającej się do zamieszkania..
Jest to zmienny czerwony karzeł w konstelacji Lwa i prawie 8 lat świetlnych od naszego Słońca. Będąc gwiazdą zmienną, jej jasność wzrasta okresowo, chociaż jej rozbłyski nie są tak intensywne jak u Proximy Centauri.
Jeszcze bez komentarzy