赤い小人:最も一般的で長命な星

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2014年4月23日にNASAのSwift宇宙船によって見られた一連の強力なフレアを解き放つ、DG CVn(2つの赤い矮星で構成されるバイナリシステム)を示すアーティストのコンセプト。

(画像:©NASAのGoddard宇宙飛行センター/ S。Wiessinger)

赤い矮星は銀河の星の最大の人口を構成しますが、それらは影に隠れて、地球から肉眼で見るには薄すぎます。彼らの限られた輝きは彼らの寿命を延ばすのに役立ちます、それは太陽のそれよりはるかに大きいです。

科学者は、地球の近くの30個の星のうち20個が赤い矮星であると考えています。太陽に最も近い星、Proxima Centauriは赤い矮星です。

「赤い矮星」という用語は、単一の種類の星を指すものではありません。これは、KとMの矮星(真の星)や、核内で水素の融合を維持できないために「失敗した星」と呼ばれることがある茶色の矮星を含む、最もクールなオブジェクトに頻繁に適用されます。

「赤い小人の本当の定義はない」とベルギーのリエージュ大学の天文学者ミハエル・ギロンは電子メールでSpace.comに語った。スペクトルのより冷たい終わりで恒星の天体を研究するギロンは、超クールな星TRAPPIST-1を特定したチームの一員でした。赤色矮星は「一般に、スペクトル型がK5VからM5Vの範囲にある矮星を指す」とギロン氏は語った。

形成と特徴

赤い小人は他の主系列星のように形成されます。まず、塵とガスの雲が重力によって引き寄せられ、回転を始めます。次に、材料は中心で凝集し、臨界温度に達すると、融合が始まります。

赤い小人には、太陽の質量の7.5%から50%の重量の星のうち、最も小さい星が含まれます。サイズが小さくなったことは、より低い温度で燃焼し、華氏6,380度(摂氏3,500度)に達することを意味します。比較すると、太陽の温度は9,900 F(5,500 C)です。赤い矮星の低温は、太陽のような星よりもはるかに暗いことを意味します。

それらの低温はまた、水素の供給をあまり速く行わずに燃焼することを意味します。他のより大規模な星は、寿命が尽きる前に核の水素のみを燃やしますが、赤い矮星は核の内外ですべての水素を消費します。これは赤い小人の寿命を数兆年に伸ばします。太陽のような星の100億年の寿命をはるかに超えています。

赤い小人の分類

科学者は時々、赤い矮星と茶色の矮星を区別するのに苦労します。茶色の小人は冷たくて薄暗く、おそらく赤の小人と同じように形成されますが、茶色の小人は小さすぎるため、融合点に到達することはないため、星とは見なされません。

「赤い矮星を観察してその大気を測定するとき、それが茶色の矮星であるか星であるかは必ずしもわかりません。若い茶色の矮星は、超クールな星のように見えます」とカリフォルニア大学の天文学者、アダムバーガッサーは言いましたサンディエゴ。

天体が褐色か赤い矮星かを理解するために、科学者は物体の大気の温度を測定します。核融合のない茶色の矮星は2,000ケルビン(3,140 Fまたは1,727 C)より低温であり、水素融合星は2,700 K(4,400 Fまたは2,427 C)より高温です。その間、星は赤い小人または茶色の小人に分類できます。

時々、オブジェクトの大気中の化学物質は、その中心で何が起こっているかについての手がかりを明らかにすることができます。 Burgasserによれば、メタンやアンモニアのような分子の存在は低温でしか生き残れないことから、物体は褐色の矮星であることが示唆されています。大気中のリチウムはまた、赤い小人が真の星というよりも茶色の小人であることを示唆しています。

しかし、科学者はまだ赤い小人という用語を使って、天体が実際には茶色の小人であったとしても、天体がどのように見えるか(小さくて薄暗い)を説明している、とバーガーサーは語った。

住みやすい惑星のホスト?

惑星は、星が作成された後にディスクに残った物質から形成されます。巨大なガス巨人はまれですが、多くの赤い矮星がそれらを取り巻く惑星で発見されました。赤い小人は太陽のような星よりも暗いので、これらの暗いオブジェクトを取り巻く小さな惑星を見つけるのは簡単であり、赤い小人は惑星の狩猟の人気のあるターゲットになります。 NASA ケプラー宇宙望遠鏡 (2009年から2018年にかけて運営)および 外惑星探査衛星の通過、またはTESS(2018年に運用を開始)は、地球に似た惑星の可能性がある多くの赤い矮星を調査しました。

TESSによって調査された惑星は、地球に近い傾向がある明るい星の近くにあるため、地上望遠鏡が観測を追跡するのは簡単です。 2019年4月、TESSの調査官は、 彼らの使命の最初の地球サイズの惑星を見つけました、しかし私たちが知っているように、その条件は人生にとって理想的ではありません。

長い間、科学者たちは赤い小人は住むことができないと思っていました。それらの限られた光と熱は、居住可能なゾーン、または液体の水が赤い小人の周りの惑星に形成される可能性がある領域が星に非常に近く、惑星を星からの有害な放射の範囲内に置くことを意味しました。他の惑星は、片側が常に太陽に面しているため、片側が恒温になりすぎ、もう一方が冷たすぎて、恒星に潮汐的に固定される場合があります。

2016年には、居住可能性のある惑星がプロキシマケンタウリ(地球の最も近い星)を周回しています。そして2019年に、天文学者 第二惑星の可能性を発表 星の居住可能ゾーンのはるか外側を周回しています。少なくとも7つの地球サイズの惑星が赤い小人を周回している TRAPPIST-1、そして多くの研究が示唆している それらの惑星の少なくともいくつかは生命をホストすることができます.

行の終わり

小さな赤い小人は寿命が長いかもしれませんが、他のすべての星と同様に、最終的には燃料の供給によって燃え尽きます。彼らがそうするとき、赤い小人は白い小人になります—彼らの中心でもはや融合を受けない死んだ星。最終的に、白い小人は熱を放散し、黒い小人になります。

しかし、数十億年で白色矮星になる太陽とは異なり、赤色矮星は燃料を燃やすのに何兆年もかかります。これは、140億年未満の宇宙の時代よりもはるかに長いです。赤い小人は少し薄暗いかもしれませんが、カメのように、ゆっくりですが確実にサバイバルレースに勝ちます。

追加のリソース:

  • スウィンバーン大学による赤い小人の定義を読んでください。
  • 赤い小人がエイリアンの生命を見つけるのに最適な場所である理由を見つけてください。
  • 赤い小人からのスーパーフレアが惑星を危険にさらす方法を学びましょう。

この記事は、Space.comの寄稿者Elizabeth Howellによって2019年6月6日に更新されました。

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