Концепція художника, що демонструє DG CVn - двійкову систему, що складається з двох червоних карликових зірок - розгорнула низку потужних спалахів, помічених космічним кораблем Свіфт NASA 23 квітня 2014 року.
(Зображення: © Центр космічних польотів NASA Goddard / S. Wiessinger)
Червоні карликові зірки складають найбільшу популяцію зірок у галактиці, але вони ховаються в тіні, занадто тьмяні, щоб їх можна було побачити неозброєним оком із Землі. Їх обмежене сяйво допомагає продовжити їхнє життя, яке набагато більше, ніж у сонця.
Вчені вважають, що 20 із 30 зірок біля Землі - це червоні карлики. Найближча до сонця зірка Проксима Кентаврі - червоний карлик.
Термін "червоний карлик" не відноситься до одного виду зірки. Його часто застосовують до найкрутіших об'єктів, включаючи карликів К і М - справжніх зірок - та бурих карликів, яких часто називають «зірваними зірками», оскільки вони не підтримують синтез водню у своїх ядрах.
"Немає правдивого визначення червоних карликів", - повідомив Space.com астроном Міхаель Гіллон з Університету Льєжа в Бельгії електронною поштою. Гіллон, який вивчає зоряні предмети на більш прохолодному кінці спектру, був частиною команди, яка визначила зірку ультраохолодження TRAPPIST-1. Червоний карлик "загалом відноситься до карликових зірок спектрального типу, що варіюється від K5V до M5V", - сказав Гіллон.
Формування та характеристики
Червоні карлики формуються як інші зірки головної послідовності. По-перше, хмара пилу і газу збирається разом із силою тяжіння і починає обертатися. Потім матеріал стискається в центрі, і коли він досягне критичної температури, починається плавлення.
До червоних карликів належить найменша зірка, яка важить від 7,5 до 50% маси сонця. Їх зменшений розмір означає, що вони горять при більш низькій температурі, досягаючи лише 6,380 градусів за Фаренгейтом (3500 градусів Цельсія). Сонце, для порівняння, має температуру 5 500 C (9 500 F). Низькі температури червоних карликів означають, що вони далекі, набагато тьмяніші, ніж зірки, як сонце.
Їх низька температура також означає, що вони горять за рахунок постачання водню менш швидко. У той час як інші, більш масивні зірки горять лише водень у своєму ядрі, перш ніж прийти до кінця свого життя, червоні карлики споживають увесь свій водень всередині та зовні свого ядра. Це розтягує термін експлуатації червоних карликів до трильйонів років; далеко за 10 мільярдів років життя сонцевидних зірок.
Класифікація червоних карликів
Вченим періодично виникають труднощі відрізнити червону карликову зірку від бурого карлика. Коричневі карлики холодні і тьмяні і, ймовірно, утворюють так само, як це роблять червоні карлики, але коричневі карлики ніколи не досягають точки злиття, оскільки вони занадто малі, і тому вони не вважаються зірками.
"Коли ми спостерігаємо за червоним карликом і вимірюємо його атмосферу, ми не обов'язково знаємо, чи це коричневий карлик або зірка - молоді коричневі карлики виглядають майже точно як зірки ультраохолодження", - сказав Адам Бургассер, астроном з Каліфорнійського університету, Сан - Дієго.
Щоб з’ясувати, чи є небесний об’єкт бурим або червоним карликом, вчені вимірюють температуру атмосфери об’єкта. Коричневі карлики, що не містять синтезу, прохолодніші ніж 2 000 кельвінів (3,140 F або 1,727 C), тоді як зірки, що сплавляють водень, тепліші за 2700 K (4,400 F або 2427 C). Між собою зірку можна класифікувати як червоного карлика або бурого гнома.
Іноді хімічні речовини в атмосфері об'єкта можуть виявити підказки про те, що відбувається в його серці. За словами Бургассера, наявність таких молекул, як метан або аміак, які можуть вижити лише при холодних температурах, говорить про те, що об'єктом є коричневий карлик. Літій в атмосфері також говорить про те, що червоний карлик - це коричневий карлик, а не справжня зірка.
Але вчені все ще можуть використовувати термін червоний карлик, щоб описати, як виглядає небесний об’єкт - маленький і тьмяний - навіть якщо об’єкт насправді бурий карлик, зазначив Бургассер.
Хазяїна житлових планет?
Планети утворюються з матеріалу, що залишився на диску після створення зірки. Багато червоних гномів було знайдено з оточеними ними планетами, хоча величезні газові гіганти рідкісні. Оскільки червоні карлики тьмяніші, ніж зірки, як сонце, легше знайти маленькі планети, які можуть оточити ці затемнені об’єкти, що робить червоних карликів популярною мішенню для полювання на планету. НАСА Космічний телескоп Кеплера (яка діяла між 2009 та 2018 роками) та Прохідний супутник опитування екзопланетабо TESS (який розпочав свою діяльність у 2018 році) обстежили багато червоних карликових зірок на предмет можливих планет, подібних до Землі.
Оскільки планети, оглянуті TESS, знаходяться поблизу яскравих зірок, які, як правило, знаходяться близько до Землі, наземним телескопам легше продовжувати спостереження. У квітні 2019 року слідчі TESS оголосили, що є знайшли першу планету розміру Землі своєї місії, хоча його умови не ідеальні для життя, як ми його знаємо.
Тривалий час вчені вважали, що червоні карлики непридатні для життя. Їх обмежене світло і тепло означали, що житлова зона - або область, де рідка вода може утворюватись на планетах навколо червоного карлика - буде дуже близько до зірки, ставлячи планети в зону шкідливого випромінювання від зірки. Інші планети можуть бути прикріплені до зірки, при цьому одна сторона постійно буде звернена до сонця, внаслідок чого одна сторона буде занадто теплою, а інша - занадто холодною.
У 2016 році на планеті Проксіма Кентаври (найближча зірка Землі) була виявлена потенційно мешкаюча планета. А в 2019 році астрономи оголосив про можливість другої планети орбітаючи далеко за межами зони проживання зірки. Принаймні сім планет розміром із Землею орбітують червоного карлика ТРАППІСТ-1, і багато досліджень свідчать принаймні, деякі з цих планет могли приймати життя.
Кінець рядка
Крихітні червоні карлики можуть мати тривалий термін експлуатації, але, як і всі інші зірки, вони згодом згорять через запас палива. Коли вони це роблять, червоні карлики стають білими карликами - мертвими зірками, які вже не піддаються синтезу в основі. Врешті-решт, білі карлики випромінюють все своє тепло і стають чорними карликами.
Але на відміну від сонця, яке стане білим карликом через кілька мільярдів років, червоним карликам знадобиться трильйони років, щоб спалити своє паливо. Це значно довше, ніж вік Всесвіту, якому менше 14 мільярдів років. Червоні карлики можуть бути трохи тьмяними, але, як черепаха, вони повільно, але впевнено виграють гонку виживання.
Додаткові ресурси:
- Прочитайте визначення червоного карлика за версією Свінбернського університету.
- Дізнайтеся, чому червоні карлики можуть бути найкращим місцем для пошуку чужорідного життя.
- Дізнайтеся, як надпластини червоних карликів становлять небезпеку для планет.
Цю статтю оновлено 6 червня 2019 року автором сайту Space.com Елізабет Хоуелл.
