Красный карлик | это... Что такое Красный карлик? (original) (raw)
Красный карлик в представлении художника
Кра́сный ка́рлик — согласно диаграмме Герцшпрунга — Рассела, маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или верхний К.
Содержание
- 1 Общие характеристики
- 2 Красные карлики во вселенной
- 3 Проблема первичных красных карликов
- 4 Жизнь на планетах у красных карликов
- 5 Типичные красные карлики
- 6 См. также
- 7 Примечания
- 8 Литература
- 9 Ссылки
Общие характеристики
Спектр звезды класса M6V
Красные карлики довольно сильно отличаются от других звёзд. Диаметр и масса красных карликов не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,0767[1][2] солнечной, за этим идут коричневые карлики). Температура поверхности красного карлика достигает 3500 К, что сравнимо с температурой спирали лампы накаливания, поэтому вопреки своему названию красные карлики, аналогично лампам, испускают свет не красного, а скорее охристо-желтоватого оттенка. Звезды этого типа испускают очень мало света, иногда в 10 000 раз меньше Солнца. Из-за низкой скорости сгорания водорода красные карлики имеют очень большую продолжительность жизни — от десятков миллиардов до десятков триллионов лет (красный карлик с массой в 0,1 массы Солнца будет гореть 10 триллионов лет)[2]. В красных карликах невозможны термоядерные реакции с участием гелия, поэтому они не могут превратиться в красные гиганты. Со временем они постепенно сжимаются и всё больше нагреваются, пока не израсходуют весь запас водородного топлива, и постепенно превращаются в голубые карлики, а затем — в белые карлики с гелиевым ядром. Но с момента Большого взрыва прошло ещё недостаточно времени, чтобы красные карлики смогли сойти с главной последовательности.
Тот факт, что красные карлики остаются на главной последовательности, в то время как другие звезды сходят с неё, позволяет определять возраст звёздных скоплений путём нахождения массы, при которой звёзды вынуждены сойти с главной последовательности. Кроме того, тот факт, что на данный момент не найдено ни одного красного карлика вне главной последовательности, свидетельствует о том, что Вселенная имеет конечный возраст.
Спектральный класс | Радиус | Масса | Светимость | Температура |
---|---|---|---|---|
R/R☉ | M/M☉ | L/L☉ | K | |
O2 | 16 | 158 | 2 000 000 | 54 000 |
O5 | 14 | 58 | 800 000 | 46 000 |
B0 | 5,7 | 16 | 16 000 | 29 000 |
B5 | 3,7 | 5,4 | 750 | 15 200 |
A0 | 2,3 | 2,6 | 63 | 9600 |
A5 | 1,8 | 1,9 | 24 | 8700 |
F0 | 1,5 | 1,6 | 9,0 | 7200 |
F5 | 1,2 | 1,35 | 4,0 | 6400 |
G0 | 1,05 | 1,08 | 1,45 | 6000 |
G2 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 5700 |
G5 | 0,98 | 0,95 | 0,70 | 5500 |
K0 | 0,89 | 0,83 | 0,36 | 5150 |
K5 | 0,75 | 0,62 | 0,18 | 4450 |
M0 | 0,64 | 0,47 | 0,075 | 3850 |
M5 | 0,36 | 0,25 | 0,013 | 3200 |
M8 | 0,15 | 0,10 | 0,0008 | 2500 |
M9.5 | 0,10 | 0,08 | 0,0001 | 1900 |
Красные карлики во вселенной
Красные карлики — самые распространённые объекты звёздного типа во Вселенной. Проксима Центавра, ближайшая звезда к Солнцу — красный карлик (спектральный класс M5,5Ve; звёздная величина 11,0_m_), как и двадцать из следующих тридцати ближайших звёзд. Однако из-за их низкой яркости они мало изучены.
Проблема первичных красных карликов
В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.Эта отметка установлена 12 мая 2011. |
---|
Одна из загадок астрономии — слишком малое количество красных карликов, совсем не содержащих металлов. Согласно модели Большого взрыва, первое поколение звёзд должно было содержать только лишь водород и гелий (и совсем небольшое количество лития). Если в числе этих звёзд были красные карлики, то они должны наблюдаться сегодня, чего не происходит. Общепринятое объяснение заключается в том, что звезды с малой массой не могут сформироваться без тяжёлых элементов. Так как в лёгких звёздах протекают термоядерные реакции с участием водорода в присутствии металлов, то ранняя протозвезда с малой массой, лишённая металлов, не в состоянии «зажечься» и вынуждена оставаться газовым облаком до тех пор, пока не получит больше материи. Всё это служит поддержкой теории о том, что первые звёзды были очень массивными и вскоре погибли, выбросив большое количество металлов, необходимых для формирования лёгких звёзд.
Жизнь на планетах у красных карликов
Термоядерные реакции красных карликов «экономны» — нуклеосинтез в недрах этих звёзд проходит медленно (это связано с массой звезды, её размерами и т. д.). Поэтому жизненный цикл красных карликов в сотни раз длиннее, чем у звёзд таких как Солнце. Если на какой-нибудь планете возле красного карлика возникла простейшая жизнь, то вероятность, что она разовьётся во что-нибудь интересное — несравненно выше, чем у таких недолговечных звёзд, как Солнце. Это связано с тем, что для развития высокоорганизованной жизни требуются миллиарды лет эволюции.
Экзопланеты
Газовый гигант, обращающийся по орбите вокруг красного карлика (в представлении художника)
В 2005 году были обнаружены экзопланеты, вращающиеся вокруг красных карликов. По размеру одна из них сопоставима с Нептуном (около 17 масс Земли). Эта планета вращается на расстоянии всего в 6 миллионов километров от звезды, и поэтому должна иметь температуру поверхности около 150 °C, несмотря на низкую светимость звезды. В 2006 году была обнаружена планета земного типа. Она вращается вокруг красного карлика на расстоянии в 390 миллионов километров и температура её поверхности составляет −220 °C. В 2007 году были обнаружены планеты в обитаемой зоне красного карлика Глизе 581, в 2010 году обнаружена планета в обитаемой зоне у Глизе 876.
Проблемы, связанные с климатом планет
Поскольку красные карлики довольно тусклые, то эффективная земная орбита должна быть близкой к звезде. Но планета, расположенная слишком близко к звезде, становится постоянно обращённой к ней одной стороной. Данное явление называется орбитальным резонансом. Оно может вызвать разницу температур в разных полушариях (ночном и дневном), поскольку на дневном полушарии всегда тепло (может быть — очень жарко), а на ночном температура может приближаться к абсолютному нулю. Это, в свою очередь, может вызвать сильные ветры в атмосфере планеты.
Красные карлики во много крат активнее Солнца. Очень мощные вспышки могут быть губительными для возможной жизни на планете. Но магнитное поле планеты могло бы решить эту проблему — оно было бы барьером для радиации (как у Земли).
Вывод
Если мы ищем благоприятные для жизни планеты, то они должны обладать магнитным полем, способным препятствововать смертоносному излучению. Планета должна иметь атмосферу с температурой и давлением способными содержать воду в жидком состоянии. Орбита планеты должна быть близка к круговой (орбитальный эксцентриситет как можно более близкий к нулю), чтобы температура поверхности была в течение года-дня более-менее постоянной.
Типичные красные карлики
- Проксима Центавра — (M5.5 Ve) — расстояние 1,31 пс; светимость — 0,000 072 солнечной;
- Звезда Барнарда — (M5V) — расстояние 1,83 пс; светимость — 0,000 450 солнечной;
- Вольф 359 — (dM6e) — расстояние 2,34 пс; светимость — 0,000 016 солнечной;
- Росс 154 — (dM4e) — расстояние 2,93 пс; светимость — 0,000 380 солнечной;
- Росс 248 — (dM6e) — расстояние 3,16 пс; светимость — 0,000 110 солнечной;
- Росс 128 — (dM5) — расстояние 3,34 пс; светимость — 0,000 080 солнечной;
- Глизе 581 — (M3V) — расстояние 6,27 пс; светимость — 0,013 солнечной.
См. также
- Чёрный карлик
- Белый карлик
- Коричневый карлик
- Жёлтый карлик
- Тёмная материя
- Субкоричневый карлик
- Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
Примечания
- ↑ Burrows, A., Hubbard, W. B., Saumon, D., Lunine, J. I. An expanded set of brown dwarf and very low mass star models (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал. — 1993. — Т. 406. — № 1. — С. 158-171. — ISSN 0004-637X. — DOI:10.1086/172427 — Bibcode: 1993ApJ...406..158B
- ↑ 1 2 Fred C. Adams & 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] (англ.)(По поводу срока пребывания на главной последовательности: См. С. 5. — формула (2.1a): , где для звёзд малой массы берётся значение α ≈ 3 — 4. Если брать значение α = 3, то красный карлик с массой в 0,1 _M_☉ будет гореть 1·1013 лет. Если брать значение α = 4 , а массу красного карлика M* = 0,0767 _M_☉, то такой красный карлик горел бы 2,9·1014 лет.)
Литература
- Alpert, Mark (Nov. 2005). «Red Star Rising». Scientific American, p. 15.
- Neptune-Size Planet Orbiting Common Star Hints at Many More
Ссылки
- http://www.aavso.org/vstar/vsots/fall03.shtml
- Stellar Flares — D. Montes, UCM.
- Red Dwarfs