Η ιδέα του καλλιτέχνη που δείχνει τη ΓΔ CVn - ένα δυαδικό σύστημα που αποτελείται από δύο κόκκινα αστέρια νάνων - εξαπολύοντας μια σειρά ισχυρών φωτοβολίδων που είδε το διαστημικό σκάφος Swift της NASA στις 23 Απριλίου 2014.
(Εικόνα: © Διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard της NASA / S. Wiessinger)
Τα κόκκινα αστέρια νάνων αποτελούν τον μεγαλύτερο πληθυσμό αστεριών στον γαλαξία, αλλά κρύβονται στις σκιές, πολύ σκοτεινά για να τα δουν με γυμνό μάτι από τη Γη. Η περιορισμένη ακτινοβολία τους βοηθά στην παράταση της διάρκειας ζωής τους, οι οποίες είναι πολύ μεγαλύτερες από εκείνες του ήλιου.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι 20 από τα 30 αστέρια κοντά στη Γη είναι κόκκινοι νάνοι. Το πλησιέστερο αστέρι στον ήλιο, το Proxima Centauri, είναι ένας κόκκινος νάνος.
Ο όρος "κόκκινος νάνος" δεν αναφέρεται σε ένα είδος αστεριού. Εφαρμόζεται συχνά στα πιο δροσερά αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένων των νάνων Κ και Μ - που είναι αληθινά αστέρια - και των καφέ νάνων, που συχνά αναφέρονται ως "αποτυχημένα αστέρια" επειδή δεν διατηρούν σύντηξη υδρογόνου στους πυρήνες τους.
"Δεν υπάρχει αληθινός ορισμός των κόκκινων νάνων", δήλωσε ο αστρονόμος Michaël Gillon του Πανεπιστημίου της Λιέγης στο Βέλγιο στο Space.com μέσω email. Ο Gillon, ο οποίος μελετά αστρικά αντικείμενα στο ψυχρότερο άκρο του φάσματος, ήταν μέρος της ομάδας που εντόπισε το υπέρ-ψυχρό αστέρι TRAPPIST-1. Ο κόκκινος νάνος "αναφέρεται γενικά σε αστέρια νάνων με φασματικό τύπο που κυμαίνεται από K5V έως M5V", δήλωσε ο Gillon.
Σχηματισμός και χαρακτηριστικά
Οι κόκκινοι νάνοι σχηματίζονται όπως άλλα αστέρια κύριας ακολουθίας. Πρώτον, ένα σύννεφο σκόνης και αερίου συγκεντρώνεται από τη βαρύτητα και αρχίζει να περιστρέφεται. Το υλικό στη συνέχεια συσσωρεύεται στο κέντρο και όταν φτάσει στην κρίσιμη θερμοκρασία, αρχίζει η σύντηξη.
Οι κόκκινοι νάνοι περιλαμβάνουν τα μικρότερα από τα αστέρια, βάρους μεταξύ 7,5% και 50% της μάζας του ήλιου. Το μειωμένο μέγεθός τους σημαίνει ότι καίγονται σε χαμηλότερη θερμοκρασία, φτάνοντας μόνο στους 6.380 βαθμούς Φαρενάιτ (3.500 βαθμούς Κελσίου). Συγκριτικά, ο ήλιος έχει θερμοκρασία 9.900 F (5.500 C). Οι χαμηλές θερμοκρασίες των κόκκινων νάνων σημαίνουν ότι είναι πολύ πιο σκοτεινές από τα αστέρια όπως ο ήλιος.
Η χαμηλή θερμοκρασία τους σημαίνει επίσης ότι καίγονται με την παροχή υδρογόνου λιγότερο γρήγορα. Ενώ άλλα, πιο ογκώδη αστέρια καίνε μόνο το υδρογόνο στον πυρήνα τους πριν φτάσουν στο τέλος της ζωής τους, οι κόκκινοι νάνοι καταναλώνουν όλο το υδρογόνο τους, μέσα και έξω από τον πυρήνα τους. Αυτό εκτείνεται στη διάρκεια ζωής των κόκκινων νάνων σε τρισεκατομμύρια χρόνια. πολύ πέρα από τη διάρκεια ζωής των 10-δισεκατομμυρίων ετών αστεριών που μοιάζουν με τον ήλιο.
Ταξινόμηση κόκκινων νάνων
Οι επιστήμονες περιστασιακά δυσκολεύονται να διακρίνουν ένα κόκκινο αστέρι νάνου από έναν καφέ νάνο. Οι καφέ νάνοι είναι δροσεροί και σκοτεινοί, και πιθανότατα σχηματίζονται με τον ίδιο τρόπο που κάνουν οι κόκκινοι νάνοι, αλλά οι καφέ νάνοι δεν φτάνουν ποτέ στο σημείο σύντηξης, επειδή είναι πολύ μικροί και, ως εκ τούτου, δεν θεωρούνται αστέρια.
«Όταν παρατηρούμε έναν κόκκινο νάνο και μετράμε την ατμόσφαιρά του, δεν ξέρουμε απαραίτητα αν είναι ένας καφέ νάνος ή ένα αστέρι - οι νέοι καφέ νάνοι μοιάζουν σχεδόν ακριβώς με τα εξαιρετικά ψυχρά αστέρια», δήλωσε ο Adam Burgasser, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Ντιέγκο.
Για να καταλάβουν εάν ένα ουράνιο αντικείμενο είναι ένας καφετής ή κόκκινος νάνος, οι επιστήμονες μετρούν τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του αντικειμένου. Οι καφέ νάνοι χωρίς σύντηξη είναι ψυχρότεροι από 2.000 Kelvin (3.140 F ή 1.727 C), ενώ τα αστέρια με σύντηξη υδρογόνου είναι θερμότερα από 2.700 K (4.400 F ή 2.427 C). Στο μεταξύ, ένα αστέρι μπορεί να ταξινομηθεί ως ένας κόκκινος νάνος ή ένας καφετής νάνος.
Μερικές φορές, οι χημικές ουσίες στην ατμόσφαιρα του αντικειμένου μπορούν να αποκαλύψουν ενδείξεις για το τι συμβαίνει στην καρδιά του. Σύμφωνα με τον Burgasser, η παρουσία μορίων όπως το μεθάνιο ή η αμμωνία, τα οποία μπορούν να επιβιώσουν μόνο σε κρύες θερμοκρασίες, υποδηλώνουν ότι ένα αντικείμενο είναι ένας καστανός νάνος. Το λίθιο στην ατμόσφαιρα υποδηλώνει επίσης ότι ένας κόκκινος νάνος είναι ένας καστανός νάνος παρά ένα πραγματικό αστέρι.
Ωστόσο, οι επιστήμονες μπορεί να χρησιμοποιούν τον όρο «κόκκινος νάνος» για να περιγράψουν πώς φαίνεται ένα ουράνιο αντικείμενο - μικρό και αμυδρά - ακόμα και αν το αντικείμενο είναι στην πραγματικότητα καφέ νάνος, είπε ο Burgasser.
Ένα πλήθος κατοικήσιμων πλανητών;
Οι πλανήτες σχηματίζονται από το υλικό που έχει απομείνει σε ένα δίσκο μετά τη δημιουργία του αστεριού τους. Πολλοί κόκκινοι νάνοι έχουν βρεθεί με πλανήτες που τους περιβάλλουν, αν και είναι τεράστιοι τεράστιοι γίγαντες αερίου. Επειδή οι κόκκινοι νάνοι είναι πιο σκοτεινοί από τα αστέρια όπως ο ήλιος, είναι ευκολότερο να βρείτε μικρούς πλανήτες που μπορεί να περιβάλλουν αυτά τα αμυδρά αντικείμενα, καθιστώντας τους κόκκινους νάνους έναν δημοφιλή στόχο για το κυνήγι του πλανήτη. Της NASA Διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler (η οποία λειτούργησε μεταξύ 2009 και 2018) και Διαμετακόμιση δορυφόρου Exoplanet Survey, ή το TESS (το οποίο άρχισε να λειτουργεί το 2018), έχουν ερευνήσει πολλά κόκκινα αστέρια νάνων για πιθανούς πλανήτες σαν τη Γη.
Δεδομένου ότι οι πλανήτες που εξετάστηκαν από το TESS είναι κοντά σε φωτεινά αστέρια που τείνουν να βρίσκονται κοντά στη Γη, είναι πιο εύκολο για τα επίγεια τηλεσκόπια να παρακολουθούν τις παρατηρήσεις. Τον Απρίλιο του 2019, οι ερευνητές του TESS ανακοίνωσαν ότι είχαν βρήκαν τον πρώτο πλανήτη μεγέθους Γης της αποστολής τους, αν και οι συνθήκες του δεν είναι ιδανικές για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι κόκκινοι νάνοι ήταν ακατοίκητοι. Το περιορισμένο φως και η θερμότητα τους σήμαινε ότι η κατοικήσιμη ζώνη - ή η περιοχή όπου θα μπορούσε να σχηματιστεί υγρό νερό σε πλανήτες γύρω από έναν κόκκινο νάνο - θα ήταν πολύ κοντά στο αστέρι, βάζοντας τους πλανήτες σε μια σειρά από επιβλαβείς ακτινοβολίες από το αστέρι. Άλλοι πλανήτες μπορεί να κλειδωθούν παλιρροιακά στο αστέρι, με τη μία πλευρά να βλέπει συνεχώς τον ήλιο, προκαλώντας τη μία πλευρά να είναι πολύ ζεστή και η άλλη να είναι πολύ κρύα.
Το 2016, ένας δυνητικά κατοικήσιμος πλανήτης βρέθηκε σε τροχιά γύρω από το Proxima Centauri (το κοντινότερο αστέρι της Γης). Και το 2019, οι αστρονόμοι ανακοίνωσε την πιθανότητα ενός δεύτερου πλανήτη σε τροχιά πολύ έξω από την κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού. Τουλάχιστον επτά πλανήτες μεγέθους Γης περιστρέφονται γύρω από τον κόκκινο νάνο TRAPPIST-1, και πολλές μελέτες προτείνουν τουλάχιστον μερικοί από αυτούς τους πλανήτες θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή.
Το τέλος της γραμμής
Οι μικροσκοπικοί κόκκινοι νάνοι μπορεί να έχουν παρατεταμένη διάρκεια ζωής, αλλά όπως και όλα τα άλλα αστέρια, τελικά θα καούν μέσω της παροχής καυσίμου. Όταν το κάνουν, οι κόκκινοι νάνοι γίνονται λευκοί νάνοι - νεκρά αστέρια που δεν υφίστανται πλέον σύντηξη στον πυρήνα τους. Τελικά, οι λευκοί νάνοι θα εκπέμπουν όλη τη θερμότητα τους και θα γίνουν μαύροι νάνοι.
Αλλά σε αντίθεση με τον ήλιο, που θα γίνει λευκός νάνος σε λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, οι κόκκινοι νάνοι θα χρειαστούν τρισεκατομμύρια χρόνια για να κάψουν τα καύσιμα τους. Αυτό είναι σημαντικά μεγαλύτερο από την ηλικία του σύμπαντος, το οποίο είναι μικρότερο των 14 δισεκατομμυρίων ετών. Οι κόκκινοι νάνοι μπορεί να είναι λίγο σκοτεινοί, αλλά όπως και η χελώνα, κερδίζουν αργά αλλά σίγουρα κερδίζουν τον αγώνα επιβίωσης.
Επιπρόσθετοι πόροι:
- Διαβάστε τον ορισμό του κόκκινου νάνου σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο Swinburne.
- Μάθετε γιατί οι κόκκινοι νάνοι μπορεί να είναι το καλύτερο μέρος για να βρείτε εξωγήινη ζωή.
- Μάθετε πώς οι υπερπληθυσμοί από κόκκινους νάνους θέτουν σε κίνδυνο τους πλανήτες.
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 6 Ιουνίου 2019 από τη συνεισφέρτρια του Space.com Elizabeth Howell.
