Красный карлик
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Содержание |
[править] Определение
Согласно диаграмме Герцшпрунга — Рассела, красный карлик — маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или верхний К.
[править] Общие характеристики
Красные карлики довольно сильно отличаются от других звёзд. Диаметр и масса красных карликиков не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,08 солнечной, за этим идут коричневые карлики). Температура поверхности красного карлика достигает 3,500 К. Звезды этого типа испускают очень мало света, иногда в 10,000 раз меньше Солнца. Из-за медленной скорости сгорания водорода, красные карлики имеют очень большую продолжительность жизни — от десятков миллиардов до нескольких триллионов лет. 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. 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 9,600 A5 1.8 1.9 24 8,700 F0 1.5 1.6 9.0 7,200 F5 1.2 1.35 4.0 6,400 G0 1.05 1.08 1.45 6,000 G2 1.0 1.0 1.0 5,700 G5 0.98 0.95 0.70 5,500 K0 0.89 0.83 0.36 5,150 K5 0.75 0.62 0.18 4,450 M0 0.64 0.47 0.075 3,850 M5 0.36 0.25 0.013 3,200 M8 0.15 0.10 0.0008 2,500 M9.5 0.10 0.08 0.0001 1,900
[править] 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 11,0m), как и двадцать из следующих тридцати ближайших звёзд. Однако из-за их низкой яркости, они мало изучены.
[править] Проблема первичных красных карликов
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 кол-во 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 тяжелых элементов. Так как в лёгких звёздах протекают термоядерные реакции с участием водорода в присутствии металлов, то ранняя протозвезда с малой массой, лишённая металлов, просто 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 легких звезд.
[править] Жизнь на планетах у красных карликов
Красные карлики в плане термоядерных реакций «экономны» - нуклеосинтез в недрах этих звёзд проходит медленно (это связано с массой звезды, её размерами, et cetera). Поэтому жизненный цикл красного карлика раз в десять длиннее, чем, скажем, у Солнца. Если уж так сложилось,- возникла жизнь на какой-нибудь планете подле красного карлика, то возможность, что она будет развиваться - выше, чем у таких звёзд, как Солнце. Это связано с тем, что для развития жизни требуются миллионы лет эволюции. В плане своего развития красные карлики - самые стабильные звёзды.
[править] Экзопланеты
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.
[править] Проблемы, связанные с климатом планет
Поскольку красные карлики довольно тусклые, то эффективная земная орбита должна быть близкой к звезде. Но планета, расположенная близко к звезде становится постоянно обращённой к ней одной стороной. Данное явление называется спин-орбитальным резонансом. Оно может вызвать разницу температур в на 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).
[править] Вывод
Если мы ищем благоприятные для жизни планеты, то они должны обладать мощным магнитным полем для препятствования смертоносного излучения. Планета должна иметь атмосферу (желательно с кислородом) и жидкую воду. Орбита планеты должна быть круговой (эксцентриситет эллипса = 0), чтобы температура поверхности была более-менее постоянной.
[править] Типичные красные карлики
- Проксима Центавра — (M4.5e) — расстояние 1,31 пс; светимость — 0,000072 солнечной;
- Звезда Барнарда — (M5V) — расстояние 1,83 пс; светимость — 0,00045 солнечной;
- Вольф 359 — (dM6e) — расстояние 2,34 пс; светимость — 0,000016 солнечной;
- Росс 154 — (dM4e) — расстояние 2,93 пс; светимость — 0,00038 солнечной;
- Росс 248 — (dM6e) — расстояние 3,16 пс; светимость — 0,00011 солнечной;
- Росс 128 — (dM5) — расстояние 3,34 пс; светимость — 0,00008 солнечной;
[править] См. также
- Чёрный карлик
- Белый карлик
- Коричневый карлик
- Жёлтый карлик
- Тёмная материя
- Субкоричневый карлик
- Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
[править] Литература
- Alpert, Mark (Nov. 2005). "Red Star Rising". Scientific American, p. 15.
- Neptune-Size Planet Orbiting Common Star Hints at Many More
[править] Внешние ссылки
- http://www.aavso.org/vstar/vsots/fall03.shtml
- Stellar Flares — D. Montes, UCM.
- Red Dwarfs
