Kurcaci merah

Centauri Kurcaci Merah berikutnya adalah bagian dari sistem bintang Alfa Centauri dalam rasi bintang Centaur. Sumber: ESA/Hubble & NASA melalui Wikimedia Commons.

Apa itu Kurcaci Merah?

A Kurcaci merah Itu adalah bintang kecil dan dingin yang massanya antara 0.08 dan 0.8 kali massa matahari. Mereka adalah bintang yang paling berlimpah dan berumur panjang di alam semesta: hingga tiga perempat dari semua yang diketahui sejauh ini. Karena luminositasnya yang rendah, mereka tidak dapat diamati dengan mata telanjang, meskipun banyak di lingkungan matahari: 30 bintang di dekatnya, 20 adalah kerdil merah merah. 

Yang paling menonjol karena kedekatannya dengan kita adalah Centauri berikutnya, di rasi bintang Centaur, menjadi 4.2 tahun cahaya jauhnya. Ditemukan pada tahun 1915 oleh astronom Skotlandia Robert Innes (1861-1933).

Namun, sebelum Centauri berikutnya ditemukan, teleskop astronom Prancis Joseph de Lalande (1732-1802) telah menemukan Lalande Kurcaci Merah 21185, dalam rasi walikota OSA.

Istilah "Kurcaci Merah" digunakan untuk menyebutkan beberapa jenis bintang, termasuk yang memiliki spektral tipe K dan m, serta kerdil coklat, bintang yang tidak benar -benar seperti itu, karena mereka tidak pernah memiliki cukup massa untuk memulai reaktor internal mereka.

Jenis spektral sesuai dengan suhu permukaan bintang, dan cahayanya terurai dalam serangkaian garis yang sangat khas. 

Misalnya, tipe sptral K memiliki suhu antara 5000 dan 3500 K dan sesuai dengan bintang oranye kuning, sedangkan suhu tipe M kurang dari 3500 K dan bintang merah.

Matahari kami adalah spektral g, suhu kuning dan permukaan antara 5000 dan 6000 k. Bintang -bintang dengan tipe spektral tertentu memiliki banyak karakteristik yang sama, menjadi yang paling menentukan dari semuanya. Menurut massa bintang, ini akan menjadi evolusinya.

Karakteristik Kurcaci Merah

Gambar yang diambil oleh Hubble. Ini adalah salah satu bintang terkecil dari Bima Sakti kita, yang disebut Gliese 623b atau GL 623B

Kurcaci merah memiliki karakteristik tertentu yang perbedaannya. Kami telah menyebutkan beberapa di awal:

• Ukuran kecil.
• Suhu permukaan rendah.
• Di bawah ritme pembakaran material.
• Luminositas yang langka.

Massa

Misa, seperti yang telah kami katakan, adalah atribut utama yang mendefinisikan kategori yang dicapai bintang. Kurcaci merah sangat berlimpah karena lebih banyak bintang adonan rendah dibentuk daripada bintang besar.

Tapi anehnya, waktu yang dibutuhkan untuk membentuk bintang -bintang dengan adonan kecil lebih besar dari pada bintang -bintang yang sangat masif. Ini tumbuh jauh lebih sulit karena gaya gravitasi yang memadatkan materi di tengah lebih besar, karena ada lebih banyak massa. 

The Sun, The Red Dwarf Star Gliese 229a, The Brown Dwarf Teide 1, The Dwarf Brown Gliese 229b, Brown Dwarf Wise 1828 + 2650 dan Planet Jupiter ditampilkan

Dan kita tahu bahwa sejumlah massa kritis diperlukan sehingga suhunya tepat, untuk memulai reaksi fusi. Dengan cara ini bintang memulai kehidupan dewasanya.

Matahari membutuhkan lusinan juta tahun untuk terbentuk, tetapi bintang 5 -waktu membutuhkan kurang dari satu juta tahun, sementara yang paling masif dapat mulai bersinar dalam ratusan ribu orang.

Suhu

Suhu permukaan adalah, karena fitur penting lainnya sudah dikatakan yang mendefinisikan kerdil merah. Pasti kurang dari 5000 K, tetapi tidak kurang dari 2000 K, jika tidak terlalu dingin untuk menjadi bintang sejati.

Dapat melayani Anda: reaksi entalpi: definisi, termokimia, latihan

Objek bintang dengan suhu kurang dari 2000 K tidak dapat memiliki inti fusi dan ini adalah bintang yang dibatalkan, yang tidak pernah mencapai massa kritis: Kurcaci coklat.

Analisis yang lebih dalam dari garis spektral dapat memastikan perbedaan antara kerdil merah dan kerdil coklat. Misalnya, indikasi lithium menunjukkan fakta bahwa itu adalah kerdil merah, tetapi jika itu metana atau amonia itu mungkin adalah kerdil coklat.

Jenis Spektral dan Diagram Hertzsprung-Russell

Diagram Hertzsprung-Russell (diagram H-R) adalah grafik yang menunjukkan karakteristik dan evolusi bintang sesuai dengan karakteristik spektralnya. Ini termasuk suhu permukaan, yang seperti yang kami katakan adalah faktor penentu, serta luminositasnya.

Variabel yang membentuk grafik kecerahan pada sumbu vertikal dan suhu efektif Di poros horizontal. Itu diciptakan secara mandiri pada awal abad ke -20 oleh para astronom Ejnar Hertzsprung dan Henry Russell.

Diagram H-R menunjukkan kerdil merah di urutan utama, di sudut kanan bawah. Sumber: Wikimedia Commons. Itu [cc by 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/4.0)].

Menurut spektrum mereka, bintang -bintang dikelompokkan sesuai dengan klasifikasi spektral Harvard, yang menunjukkan suhu bintang dalam urutan huruf berikut:

O b a f g k m

Dimulai dengan bintang terpanas, tipe atau, sedangkan yang paling dingin adalah tipe m. Pada gambar atas jenis spektral berada di bagian bawah grafik, pada batang berwarna biru ke kiri sampai Anda mencapai kanan ke kanan.

Di dalam setiap jenis ada variasi, karena garis spektral memiliki intensitas yang berbeda, maka masing -masing jenis dibagi secara bergantian menjadi 10 subkategori, dilambangkan dengan angka dari 0 hingga 9. Semakin rendah angkanya, semakin terpanas adalah bintangnya. Misalnya matahari adalah tipe G2 dan centauri berikutnya adalah m6. 

Wilayah pusat grafik, yang berjalan dalam bentuk perkiraan diagonal disebut Urutan utama. Sebagian besar bintang ada di sana, tetapi evolusi mereka dapat membuat mereka pergi dan berlokasi di kategori lain, seperti raksasa merah atau kerdil atau kurcaci putih. Itu semua tergantung pada massa bintang.

Kehidupan Kurcaci Merah selalu membutuhkan. Tetapi di kelas ini juga ada bintang supergigigen seperti Betelgeuse dan Antares (di sebelah kanan diagram H-R).

Evolusi

Kehidupan bintang mana pun dimulai dengan runtuhnya materi interstellar berkat aksi gravitasi. Seperti halnya masalah ini, berubah lebih cepat dan berkabut membentuk album, berkat konservasi momentum sudut. Di tengah adalah protoestrella, embrio untuk berbicara tentang bintang masa depan.

Seperti waktu, lulus suhu dan kepadatan meningkat, sampai massa kritis tercapai, di mana reaktor fusi memulai aktivitasnya. Ini adalah sumber energi bintang pada waktunya yang akan datang dan membutuhkan suhu di inti sekitar 8 juta K.

Pengapian dalam nukleus menstabilkan bintang, karena itu mengimbangi gaya gravitasi, yang mengarah ke keseimbangan hidrostatik muncul. Untuk ini, massa antara 0 diperlukan.01 dan 100 kali massa matahari. Jika adonan lebih besar, overheating akan menyebabkan bencana yang akan menghancurkan protoestrella.

Dapat melayani Anda: ohm hukum: unit dan formula, perhitungan, contoh, latihan Dalam kerdil merah, perpaduan hidrogen dalam nukleus menyeimbangkan gaya gravitasi. Sumber: f. Zapata.

Setelah reaktor fusi diluncurkan dan keseimbangan telah tercapai, bintang-bintang pergi ke urutan utama dari diagram H-R. Kurcaci merah memancarkan energi dengan sangat lambat, sehingga penyediaan hidrogen bertahan banyak. Cara di mana kurcaci merah memancarkan energi adalah melalui mekanisme konveksi. 

Konversi helium hidrogen yang menghasilkan energi dilakukan dalam kerdil merah oleh Rantai proton-proton, Urutan di mana ion hidrogen menyatu dengan yang lain. Suhu sangat mempengaruhi cara fusi ini dilakukan.

Setelah hidrogen habis, reaktor bintang berhenti bekerja dan proses pendinginan yang lambat dimulai.

Rantai protón-proton

Reaksi ini sangat sering terjadi pada bintang -bintang yang baru saja dimasukkan ke dalam urutan utama, serta dalam kerdil merah. Itu dimulai seperti ini:

¹ ₁H + ¹₁H → ²₁H + E⁺ + ν

Dimana e⁺ Itu adalah positron, identik dalam segala hal dengan elektron, kecuali bebannya positif dan ν Itu adalah neutrino, partikel yang ringan dan sulit dipahami. Untuk bagian ini ²₁H adalah deuterium berat atau hidrogen.

Kemudian itu terjadi:

¹ ₁H + ²₁H → ³₂He + γ

Di yang terakhir, γ melambangkan foton. Kedua reaksi terjadi dua kali, untuk menimbulkan:

³₂Dia + ³₂I → ⁴₂Dia+ 2 (¹ ₁H)

Bagaimana bintang menghasilkan energi melakukan ini? Nah, ada sedikit perbedaan dalam massa reaksi, hilangnya massa kecil yang diubah menjadi energi sesuai dengan persamaan Einstein yang terkenal:

E = MC² 

Karena reaksi ini terjadi berkali -kali melibatkan sejumlah besar partikel, energi yang diperoleh sangat besar. Tapi itu bukan satu -satunya reaksi yang terjadi di dalam bintang, meskipun paling sering di kerdil merah.

Waktu hidup seorang bintang

Konsepsi artistik sebuah planet dengan dua eksolon yang mengorbit di daerah yang layak huni dari kerdil merah

Waktu yang hidup bintang juga tergantung pada massanya. Persamaan berikutnya adalah perkiraan waktu itu:

T = m^-2.5

Inilah waktu dan massa. Penggunaan huruf kapital tepat, dari waktu ke waktu dan besarnya massa.

Bintang seperti matahari hidup sekitar 10.000 juta tahun, tetapi bintang 30 -waktu. Apapun itu kekekalan bagi manusia.

Kurcaci merah hidup lebih dari itu, berkat kekikiran yang dengannya mereka menghabiskan bahan bakar nuklir mereka. Untuk keperluan waktu seperti yang kita alami, kerdil merah keras selamanya, karena waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan hidrogen inti melebihi perkiraan usia alam semesta. 

Belum ada kerdil merah yang mati, jadi segala sesuatu yang dapat berspekulasi tentang seberapa banyak mereka hidup dan apa yang akan menjadi akhir mereka, adalah karena simulasi komputer dari model yang dibuat dengan informasi tentang mereka.

Dapat melayani Anda: voltmeter: karakteristik, operasi, untuk apa, tipe

Menurut model ini, para ilmuwan memperkirakan bahwa ketika hidrogen Kurcaci Merah, hidrogen akan berubah menjadi a Kurcaci biru. 

Tidak ada yang pernah melihat bintang kelas ini, tetapi karena hidrogen berakhir, kerdil merah tidak mengembang sampai bintang raksasa merah menjadi, karena matahari kita akan membuatnya suatu hari nanti. Itu hanya meningkatkan radioaktivitasnya dan dengan itu suhu permukaannya, berubah menjadi biru.

Komposisi Kurcaci Merah

Konsepsi Artistik Kurcaci Merah, Khususnya Bintang Barnard

Komposisi bintang sangat mirip, sebagian besar mereka adalah bola hidrogen dan helium yang sangat besar. Mereka mempertahankan bagian dari unsur -unsur yang ada dalam gas dan debu yang memunculkannya, sehingga mereka juga mengandung jejak unsur -unsur yang dibantu oleh bintang -bintang sebelumnya.

Oleh karena itu komposisi kerdil merah mirip dengan matahari, meskipun garis spektral berbeda secara signifikan karena suhu. Jadi jika bintang memiliki garis hidrogen yang lemah, itu tidak berarti bahwa ia tidak memiliki elemen ini.

Di Kurcaci Merah ada jejak elemen yang lebih berat lainnya, yang oleh para astronom disebut "logam".

Dalam astronomi definisi itu tidak bertepatan dengan apa yang umumnya dipahami sebagai logam, karena di sini digunakan untuk merujuk pada elemen apa pun, kecuali hidrogen dan helium.

Pelatihan

Bumi, Mars dan planet-planet tata surya dibandingkan dengan exoplanet Kepler-20e dan Kepler-20f

Proses pembentukan bintang kompleks dan dipengaruhi oleh banyak variabel. Ada banyak hal yang masih belum diketahui proses ini, tetapi diyakini sama untuk semua bintang, seperti yang dijelaskan dalam segmen sebelumnya.

Faktor yang menentukan ukuran dan warna bintang, yang terkait dengan suhunya, adalah jumlah materi yang dikelola untuk ditambahkan berkat gaya gravitasi. 

Masalah yang membuat para astronom dan masih belum dijelaskan adalah fakta bahwa kerdil merah mengandung elemen yang lebih berat daripada hidrogen, helium dan lithium. 

Di satu sisi, teori Big Bang memprediksi bahwa bintang yang terbentuk pertama kali harus disusun hanya dari tiga elemen yang lebih ringan. Namun, elemen berat telah terdeteksi dalam kerdil merah. 

Dan jika belum ada kerdil merah yang mati, itu berarti bahwa kurcaci merah pertama yang terbentuk masih harus ada di suatu tempat, semuanya terdiri dari elemen cahaya.

Maka kurcaci merah telah terbentuk kemudian, karena keberadaan elemen berat dalam penciptaan mereka diperlukan. Atau bahwa ada kurcaci merah generasi pertama, tetapi itu begitu kecil dan dengan luminositas kecil, mereka belum ditemukan.

Contoh Kurcaci Merah

Centauri berikutnya

Kesan Artistik Centauri B berikutnya ditunjukkan secara hipotetis sebagai Supererstier yang berbatu dan gersang. Sumber: ESO/M. Kornmesser, CC oleh 4.0, via Wikimedia Commons

Itu 4.2 tahun cahaya jauhnya dan memiliki massa yang setara dengan bagian kedelapan matahari, tetapi 40 kali lebih padat. Berikutnya memiliki medan magnet yang intens, yang membuatnya rentan.

Berikutnya juga memiliki setidaknya satu planet yang dikenal: Next Centauri B, dirilis pada 2016. Tetapi diyakini bahwa itu telah dihancurkan oleh suar yang sering dipancarkan bintang itu, jadi tidak mungkin rumah -rumah kehidupan, setidaknya tidak seperti yang kita ketahui, karena emisi bintang berisi x -ray yang mengandung x -rays berisi x -ray.

Barnard Star

Perbandingan Ukuran Antara Matahari, Bintang Barnard dan Planet Jupiter. Sumber: Wikimedia Commons.

Itu adalah kerdil merah yang sangat dekat, pada usia 5 tahun.9 tahun cahaya jauh, yang karakteristik utamanya adalah kecepatannya yang luar biasa, sekitar 90 km/s ke arah matahari. 

Itu terlihat melalui teleskop dan sedekat itu, juga rentan mengalami suar dan bersinar. Baru -baru ini sebuah planet ditemukan oleh mengorbit bintang Barnard.

Bintang Teegarden

Diagram Struktur Kemungkinan Teegardens Stellar System 12 Tahun Cahaya Dari Bumi Seperti Dipahami Pada 2019. Sumber: DARC 12345, CC0, via Wikimedia Commons

Kurcaci merah ini hanya 8 % dari massa matahari berada di rasi bintang Aries dan hanya dapat dilihat dengan teleskop yang kuat. Ini adalah salah satu bintang terdekat, pada jarak sekitar 12 tahun cahaya.

Itu ditemukan pada tahun 2002 dan selain memiliki gerakan yang luar biasa, tampaknya memiliki planet di zona layak huni yang disebut SO.

Serigala 359

Serigala 359

Ini adalah variabel kerdil merah di rasi bintang leo dan jauh hampir 8 tahun cahaya dari matahari kita. Menjadi bintang yang bervariasi, luminositasnya meningkat secara berkala, meskipun ususnya tidak sekuat centauri berikutnya.