Rdeči škrat

Naslednji rdeči škrat Centauri je del zvezdnega sistema Alfa Centauri v ozvezdju Centavra. Vir: ESA/Hubble & NASA prek Wikimedia Commons.

Kaj je rdeči pritlikavec?

A Rdeči škrat To je majhna in hladna zvezda, katere masa je med 0.08 in 0.8 -krat masa sonca. So najpogostejše in najpomembnejše zvezde v vesolju: do tri četrtine vseh do zdaj znanih. Zaradi nizke svetilnosti jih ni mogoče opaziti na prosti oči, čeprav so številni v soseski sonca: 30 bližnjih zvezd, 20 je rdečih škratov. 

Najbolj opazen po svoji bližini nas je naslednji Centauri, v ozvezdju Centaurja, do 4.2 svetlobna leta. Leta 1915 ga je odkril škotski astronom Robert Innes (1861-1933).

Toda pred odkritjem naslednjega Centaurija je teleskop francoskega astronoma Joseph de Lalande (1732-1802) že našel rdečega pritlikavca Lalande 21185 v ozvezdju župana OSA.

Izraz "Rdeči pritlikavec" se uporablja za poimenovanje več vrst zvezd, vključno s tistimi s spektralnim tipom K in M, pa tudi rjavi škratov, zvezda.

Spektralni tipi ustrezajo površinski temperaturi zvezde, njegova svetloba pa se razgradi v zelo značilni seriji črte. 

Na primer, spektralni tip K ima med 5000 in 3500 K temperaturo in ustreza rumeno-oranžnim zvezdam, medtem ko je temperatura tipa M manjša od 3500 K in so rdeče zvezde.

Naše sonce je spektralna g, rumena in površinska temperatura med 5000 in 6000 K. Zvezde z določenim spektralnim tipom imajo veliko skupnih lastnosti, kar je najbolj odločilno od vseh mase. Glede na maso zvezde bo to njen razvoj.

Značilnosti rdečih pritlikavcev

Slika Hubble. Je ena najmanjših zvezd naše Mlečne poti, imenovana Gliese 623B ali GL 623B

Rdeči pritlikavi imajo določene značilnosti, ki razlike. Nekatere smo že omenili na začetku:

• Majhna velikost.
• Nizka površinska temperatura.
• Pod ritmom materialnega zgorevanja.
• Redka svetilnost.

Masa

Masa, kot smo rekli, je glavni atribut, ki določa kategorijo, ki jo doseže zvezda. Rdeči pritlikavi so tako obilni, ker nastane več zvezd z nizkim testom kot masivne zvezde.

A radovedno je, da je čas, ki je potreben za oblikovanje zvezd z malo testa, večji kot pri zelo masivnih zvezdah. Ti rastejo veliko težje, ker je gravitacijska sila, ki zadevo kompaktno v središču, večja, saj obstaja več mase. 

Sonce, rdeča pritlikava zvezda Gliese 229A, rjava pritlikava Teide 1, pritlikava rjava gliese 229b, rjava škrata 1828 + 2650 in planet Jupiter je prikazan

In vemo, da je potrebna določena količina kritične mase, tako da je temperatura primerna, da se začnejo reakcije. Na ta način zvezda začne svoje odrasle življenje.

Sonce je potrebovalo na desetine milijonov let, toda zvezda s petimi časi potrebuje manj kot milijon let, medtem ko lahko najbolj množični začnejo sijaj v sto tisoč.

Temperatura

Temperatura površine je, saj je že druga pomembna značilnost, ki definira rdeče pritlikave. Mora biti manj kot 5000 K, vendar ne manj kot 2000 K, sicer je prehladno, da bi bila prava zvezda.

Vam lahko služi: reakcija entalpija: definicija, termokemija, vaje

Zvezdni predmeti s temperaturo, manjšo od 2000 K.

Globka analiza spektralnih linij lahko zagotovi razliko med rdečim pritlikavim in rjavim pritlikavom. Na primer, indikacije litija kažejo na dejstvo, da gre za rdeči pritlikavec, če pa je metan ali amonijak.

Spektralni tipi in diagram Hertzsprung-Russell

Diagram Hertzsprung-Russell (H-R diagram) je graf, ki prikazuje značilnosti in evolucijo zvezde glede na njegove spektralne značilnosti. To vključuje površinsko temperaturo, ki je, kot smo rekli, odločilni dejavnik, pa tudi njena svetilnost.

Spremenljivke, ki sestavljajo graf, so svetlost na navpični osi in učinkovita temperatura V vodoravni osi. Na začetku 20. stoletja sta ga ustanovila neodvisno astronoma Ejnar Hertzsprung in Henry Russell.

H-r diagram, ki prikazuje rdeče pritlikave v glavnem zaporedju, v spodnjem desnem kotu. Vir: Wikimedia Commons. Da [cc do 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/4.0)].

Glede na njihov spekter so zvezde razvrščene po Harvardovi spektralni klasifikaciji, kar kaže na temperaturo zvezde v naslednjem zaporedju črk:

O b a f g k m

Začne se z najbolj vročimi zvezdami, tipi ali, medtem ko so najhladnejši tipi tipa M. Na zgornji sliki so spektralni tipi na dnu grafa, na barvni vrstici modre na levi.

Znotraj vsake vrste obstajajo različice, saj imajo spektralne črte različne intenzivnosti, potem je vsaka vrsta razdeljena na 10 podkategorij, označena s številkami od 0 do 9. Nižja je številka, najbolj vroča je zvezda. Na primer, Sonce je tip G2 in naslednji Centauri je M6. 

Osrednje območje grafa, ki deluje v obliki približne diagonale, se imenuje Glavno zaporedje. Večina zvezd je tam, vendar jih njihova evolucija lahko privede do odhoda in se nahaja v drugih kategorijah, na primer rdečega ali pritlikavega velikana ali belega pritlikave. Vse je odvisno od mase zvezde.

Življenje rdečih pritlikavcev vedno traja. Toda v tem razredu so tudi supergigentne zvezde, kot sta Betelgeuse in Antares (na desni strani shema H-R).

Evolucija

Življenje katere koli zvezde se začne s propadom medzvezdne zadeve zahvaljujoč dejanju gravitacije. Ker se zadeva združuje, se hitreje obrne in megle in tvori album, zahvaljujoč ohranjanju kotnega zagona. V centru je protoestrela, zarodek tako rekoč o prihodnji zvezdi.

Ko čas, temperatura in gostota naraščajo, dokler ne dosežete kritične mase, v kateri fuzijski reaktor začne svojo aktivnost. To je vir energije zvezde v svojem času, ki prihaja, in zahteva temperaturo v jedru približno 8 milijonov K.

Vžig v jedru stabilizira zvezdo, ker kompenzira gravitacijsko silo, kar vodi do hidrostatičnega ravnovesja. Za to je potrebna masa med 0.01 in 100 -krat masa sonca. Če je testo večje, bi pregrevanje povzročilo katastrofo, ki bi uničila protoestrelo.

Vam lahko služi: Ohm zakon: enote in formula, izračun, primeri, vaje V rdečem škrat. Vir: f. Zapata.

Ko je fuzijski reaktor zagnan in je ravnovesje doseženo, zvezde gredo v glavno zaporedje diagrama H-R. Rdeči pritlikavi oddajajo energijo zelo počasi, zato zagotavljanje vodika traja veliko. Način, kako rdeči pritlikav oddaja energijo, je skozi mehanizem konvekcija. 

Helijev pretvorba vodika, ki proizvaja energijo, se izvaja v rdečih pritlikavih Proton-proton verige, Zaporedje, v katerem vodikov ion zlije z drugim. Temperatura močno vpliva na način izvajanja te fuzije.

Ko je vodik izčrpan, zvezdni reaktor preneha delovati in začne počasen postopek hlajenja.

Protonska veriga

Ta reakcija je zelo pogosta pri zvezdah, ki so pravkar vključene v glavno zaporedje, pa tudi v rdečih škratov. Začne se tako:

¹ ₁H + ¹₁H → ²₁H + E⁺ + ν

Kjer je e⁺ Je pozitron, v vsem, kar je enak elektronom, razen če je njegova obremenitev pozitivna in ν Je nevtrino, lahek in nedostopni delček. S svojim delom ²₁H je težki devterij ali vodik.

Potem se zgodi:

¹ ₁H + ²₁H → ³₂He + γ

V slednjem γ simbolizira foton. Obe reakciji se pojavita dvakrat, da se povzročata:

³₂On + ³₂I → ⁴₂On+ 2 (¹ ₁H)

Kako zvezda ustvarja energijo? No, v masi reakcij je majhna izguba mase, ki se pretvori v energijo v skladu z znamenito Einsteinovo enačbo:

E = MC² 

Ker se ta reakcija pojavlja neštetokrat, ki vključuje ogromno količino delcev, je dobljena energija ogromna. Vendar to ni edina reakcija, ki poteka znotraj zvezde, čeprav je najpogostejša v rdečih škratih.

Življenjski čas zvezde

Umetniško zasnovo planeta z dvema eksolonoma, ki kroži na bivalnem območju rdečega škratka

Čas, ko živi zvezda, je odvisen tudi od njegove mase. Naslednja enačba je ocenjena v tistem času:

T = m^-2.5

Tu je T čas in m masa. Uporaba velikih črk je primerna, sčasoma in ogromnost mase.

Zvezda, kot je sonce, živi približno 10.000 milijonov let, a 30 -kratna zvezda. Karkoli je to večnost za ljudi.

Rdeči pritlikavi živijo veliko več kot to, zahvaljujoč parsimonu, s katerim porabijo svoje jedrsko gorivo. Za namene časa, ko ga doživljamo, trdo rdeč pritlikav za vedno, ker čas, ki je potreben za izčrpavanje osrednjega vodika, presega ocenjeno starost vesolja. 

Noben rdeč pritlikav še ni umrl, zato je vse, kar je mogoče ugibati o tem, koliko živijo in kaj bo njihov konec, posledica računalniških simulacij modelov, ustvarjenih z informacijami o njih.

Vam lahko služi: voltmeter: značilnosti, delovanje, za kaj je, vrste

Glede na te modele znanstveniki napovedujejo, da se bo vodik, ko rdeči škrat izčrpa, spremenil v a Modri ​​škrat. 

Nihče še ni videl zvezde tega razreda, a ko se vodik konča, se rdeči pritlikav ne razširi, dokler ne postane rdeča velikanska zvezda, saj bo naše sonce nekega dne postalo. Preprosto poveča svojo radioaktivnost in s svojo površinsko temperaturo postane modra.

Sestava rdečih pritlikavcev

Umetniško pojmovanje rdečega škrata, zlasti zvezde Barnarda

Sestava zvezd je zelo podobna, večinoma so ogromne kroglice za vodik in helija. Ohranijo del elementov, ki so bili prisotni v plinu in prahu, ki sta jim povzročila, zato vsebujejo tudi sledi elementov, ki so jih prejšnje zvezde pomagale ustvariti.

Zato je sestava rdečih škratov podobna Soncu, čeprav se spektralne črte zaradi temperature bistveno razlikujejo. Če ima zvezda šibke vodikove črte, to še ne pomeni, da nima tega elementa.

V rdečih pritlikavih so sledi drugih težjih elementov, ki jim astronomi imenujejo "kovine".

V astronomiji ta definicija ne sovpada s tistim, kar se običajno razume kot kovina, saj se tukaj uporablja za navajanje katerega koli elementa, razen vodika in helija.

Usposabljanje

Zemlja, Mars in planeti sončnega sistema v primerjavi z eksoplanetom Kepler-20E in Kepler-20F

Postopek tvorbe zvezd je zapleten in vplivajo številne spremenljivke. V tem procesu je še veliko, kar še ni znano, vendar naj bi bilo enako za vse zvezde, kot je opisano v prejšnjih segmentih.

Faktor, ki določa velikost in barvo zvezde, povezane z njegovo temperaturo, je količina snovi, ki ji jo uspe dodati zahvaljujoč sili gravitacije. 

Vprašanje, ki skrbi astronome in ki še vedno ni razjasnjeno, je dejstvo, da rdeči pritlikavi vsebujejo težji elementi kot vodik, helij in litij. 

Po eni strani teorija velikega poka napoveduje, da morajo biti prve oblikovane zvezde sestavljene samo iz treh lažjih elementov. Vendar so bili v rdečih pritlikavih odkrita težki elementi. 

In če še ni umrl noben rdeči pritlikavec, to pomeni, da morajo biti nekje tam še prvi rdeči pritlikavi.

Potem so kasneje oblikovani rdeči pritlikavi, ker je potrebna prisotnost težkih elementov v njihovem ustvarjanju. Ali da obstajajo prve generacije rdečih pritlikavcev, toda da so tako majhni in s tako malo svetilnosti, jih še niso odkrili.

Primeri rdečih pritlikavcev

Naslednji Centauri

Umetniški vtis Next Centauri B je hipotetično prikazal kot skalnati in suhi zvezdnik. Vir: ESO/M. KORNMESSER, CC do 4.0, prek Wikimedia Commons

Je 4.2 svetlobna leta in ima maso, ki ustreza osmi del Sonca, vendar 40 -krat gostejši. Naslednji ima intenzivno magnetno polje, zaradi česar je nagnjen k širokemu.

Naslednja ima tudi vsaj en znan planet: Next Centauri B, izšel leta 2016. Toda verjame se, da so ga razbili plamene, ki jih zvezda pogosto oddaja, zato je malo verjetno, da življenjske hiše, vsaj ne podobne tistim, ki ga poznamo.

Barnard zvezda

Primerjava velikosti med Soncem, zvezdo Barnarda in Planetom Jupiter. Vir: Wikimedia Commons.

To je zelo tesen rdeč pritlikavec, pri 5.9 svetlobnih let, katerih glavna značilnost je velika hitrost, približno 90 km/s v smeri sonca. 

Vidna je s teleskopi in tako blizu, nagnjena je tudi k doživljanju žarkov in sijajev. Pred kratkim je planet odkrila orbita Barnardova zvezda.

Teegarden Star

Diagram verjetne strukture zvezdnega sistema Teegardens 12 svetlobnih let od Zemlje, kot je bilo razumeno v letu 2019. Vir: DARC 12345, CC0, prek Wikimedia Commons

Ta rdeč pritlikava le 8 % mase sonca je v ozvezdju Ovna in ga je mogoče videti le z močnimi teleskopi. Je med najbližjimi zvezdami, na razdalji približno 12 svetlobnih let.

Odkrili so ga leta 2002 in poleg izjemnega lastnega gibanja ima očitno planete v tako imenovanem bivalnem območju.

Wolf 359

Wolf 359

To je spremenljiv rdeč pritlikav v ozvezdju Leva in oddaljenega skoraj 8 svetlobnih let od našega sonca. Ker je spremenljiva zvezda, se njegova svetilnost občasno povečuje, čeprav njegova črevesje niso tako intenzivne kot pri naslednjih Centaurih.