PULANG DWARF: PAGTUKLAS, KATANGIAN, EBOLUSYON, KOMPOSISYON - ARTE - 2025

Ang isang pulang dwarf ay isang maliit, cool na bituin na ang masa ay sa pagitan ng 0.08 at 0.8 beses na ang masa ng Araw. Sila ang pinaka-sagana at pinakamahabang buhay na mga bituin sa uniberso: hanggang sa tatlong-kapat ng lahat ng kilala hanggang ngayon. Dahil sa kanilang mababang pag-iilaw, hindi nila napapansin ang hubad na mata, sa kabila ng pagiging marami sa paligid ng Araw: ng 30 kalapit na mga bituin, 20 ang mga pulang dwarf.

Ang pinaka-kapansin-pansin para sa pagiging malapit nito sa amin ay Proxima Centauri, sa konstelasyon na Centaurus, 4.2 light years ang layo. Natuklasan ito noong 1915 ng astronomo ng Scottish na si Robert Innes (1861-1933).

Larawan 1. Ang pulang dwarf Proxima Centauri ay bahagi ng Alpha Centauri star system sa konstelasyong Centauri. Pinagmulan: ESA / Hubble & NASA sa pamamagitan ng Wikimedia Commons.

Gayunpaman, bago natuklasan ang Proxima Centauri, ang teleskopyo ng Pranses na astronomo na si Joseph de Lalande (1732-1802) ay natagpuan na ang pulang dwarf na Lalande 21185, sa konstelasyong si Ursa Major.

Ang salitang "pulang dwarf" ay ginagamit upang sumangguni sa iba't ibang klase ng mga bituin, kabilang ang mga may mga uri ng spectral K at M, pati na rin ang mga brown dwarf, mga bituin na hindi talaga ganoon, dahil hindi sila nagkaroon ng sapat na masa upang simulan ang kanilang reaktor panloob.

Ang mga parang multo ay tumutugma sa temperatura ng ibabaw ng bituin, at ang ilaw nito ay bumabagsak sa isang serye ng mga napaka-katangian na linya.

Halimbawa, ang uri ng parang multo K ay nasa pagitan ng 5000 at 3500 K ng temperatura at tumutugma sa mga dilaw-orange na mga bituin, habang ang temperatura ng uri ng M ay mas mababa sa 3500 K at sila ay mga pulang bituin.

Ang aming Araw ay parang multo na uri ng G, dilaw na kulay at may temperatura sa ibabaw sa pagitan ng 5000 at 6000 K. Mga Bituin na may isang tiyak na uri ng parang multo ay may maraming mga katangian sa karaniwan, ang pinaka-pagtukoy sa mga ito ay masa. Ayon sa misa ng isang bituin, ganoon din ang ebolusyon nito.

Mga katangian ng mga pulang dwarf

Ang mga pulang dwarf ay may ilang mga katangian na naiiba ang mga ito. Nabanggit na natin ang ilan sa simula:

-Laki ng laki.

-Low temperatura ng ibabaw.

-Low rate ng pagkasunog ng materyal.

-Low ningning.

Mass

Ang Mass, tulad ng sinabi namin, ay ang pangunahing katangian na tumutukoy sa kategorya na maabot ng isang bituin. Sobrang sagana ang mga pulang dwarf dahil mas maraming mga mababang-bituin na bituin ang nabuo kaysa sa mga malalaking bituin.

Ngunit kakaiba, ang oras na kinakailangan para sa mga mababang-masa na mga bituin ay mas mahaba kaysa sa napakalaking mga bituin. Mas mabilis itong lumalaki sapagkat ang puwersa ng grabidad na pumapasok sa bagay sa gitna ay mas malaki, mas maraming nandiyan.

At alam namin na ang isang tiyak na halaga ng kritikal na masa ay kinakailangan para maging maayos ang temperatura, upang magsimula ng mga reaksyon ng pagsasanib. Sa ganitong paraan nagsisimula ang bituin sa buhay ng may sapat na gulang.

Ang Araw ay tumagal ng sampu-sampung milyong taon upang mabuo, ngunit ang isang bituin na 5 beses na mas malaki ay nangangailangan ng mas mababa sa isang milyong taon, habang ang pinakaparami ay maaaring magsimulang lumiwanag sa daan-daang libo.

Temperatura

Ang temperatura ng ibabaw ay, tulad ng nabanggit na, isa pang mahalagang katangian na tumutukoy sa mga pulang dwarf. Dapat itong mas mababa sa 5000K, ngunit hindi mas mababa sa 2000K, kung hindi man ito ay sobrang cool na maging isang tunay na bituin.

Ang mga stellar na bagay na may temperatura sa ibaba 2000 K ay hindi maaaring magkaroon ng isang fusion nucleus at mga abortadong bituin, na hindi naabot ang kritikal na masa: mga brown dwarf.

Ang mas malalim na pagsusuri ng mga parang multo na linya ay maaaring matiyak ang pagkakaiba sa pagitan ng pulang dwarf at brown dwarf. Halimbawa, ang katibayan ng lithium ay nagmumungkahi na ito ay isang pulang dwarf, ngunit kung ito ay mitein o ammonia marahil ito ay isang brown dwarf.

Mga uri ng spectral at diagram ng Hertzsprung-Russell

Ang Hertzsprung-Russell diagram (HR diagram) ay isang graph na nagpapakita ng mga katangian at ebolusyon ng isang bituin ayon sa mga nakamamanghang katangian. Kasama dito ang temperatura ng ibabaw, na tulad ng sinabi namin ay isang pagtukoy kadahilanan, pati na rin ang ningning nito.

Ang mga variable na bumubuo ng grap ay maliwanag sa vertical axis at epektibong temperatura sa pahalang na axis. Ito ay nilikha malaya sa unang bahagi ng 1900s ng mga astronomo na si Ejnar Hertzsprung at Henry Russell.

Larawan 2. diagram ng HR na nagpapakita ng mga pulang dwarf sa pangunahing pagkakasunud-sunod, sa ibabang kanang sulok. Pinagmulan: Wikimedia Commons. SANA.

Ayon sa kanilang spectrum, ang mga bituin ay pinagsama ayon sa pag-uuri ng spectral Harvard, na nagpapahiwatig ng temperatura ng bituin sa mga sumusunod na pagkakasunod-sunod ng mga titik:

OBAFGKM

Nagsisimula kami sa mga pinakamainit na bituin, uri O, habang ang pinalamig ay uri M. Sa figure, ang mga parang multo ay nasa ilalim ng graph, sa asul na kulay na bar sa kaliwa hanggang sa maabot ang pula sa kanan.

Sa loob ng bawat uri ay may mga pagkakaiba-iba, dahil ang mga linya ng parang multo ay may iba't ibang intensity, kung gayon ang bawat uri ay nahahati sa 10 mga subkategorya, na tinutukoy ng mga numero mula 0 hanggang 9. Ang mas mababang bilang, ang mas mainit sa bituin. Halimbawa ang Araw ay uri ng G2 at ang Proxima Centauri ay M6.

Ang gitnang rehiyon ng graph, na tumatakbo nang pahilis, ay tinatawag na pangunahing pagkakasunud-sunod. Karamihan sa mga bituin ay naroroon, ngunit ang kanilang ebolusyon ay maaaring humantong sa kanila na umalis at ilagay ang kanilang sarili sa iba pang mga kategorya, tulad ng isang pulang higante o puting dwarf. Ang lahat ay nakasalalay sa masa ng bituin.

Ang buhay ng mga pulang dwarf ay laging nagaganap sa pangunahing pagkakasunud-sunod, at tulad ng para sa parang multo, hindi lahat ng mga dwarf ng M-klase ay mga pulang dwarf, bagaman ang karamihan ay. Ngunit sa klase na ito mayroon ding mga superganteant na bituin tulad ng Betelgeuse at Antares (kanang itaas ng diagram ng HR).

Ebolusyon

Ang buhay ng anumang bituin ay nagsisimula sa pagbagsak ng interstellar matter salamat sa pagkilos ng grabidad. Tulad ng mga bagay na agglutinates, ito ay umiikot nang mas mabilis at mas mabilis at flattens sa isang disk, salamat sa pag-iingat ng angular momentum. Sa gitna ay ang protostar, ang embryo upang magsalita tungkol sa hinaharap na bituin.

Sa paglipas ng oras, tumaas ang temperatura at density, hanggang sa maabot ang isang kritikal na masa, kung saan nagsisimula ang aktibidad ng fusion. Ito ang mapagkukunan ng enerhiya ng bituin sa oras na darating at nangangailangan ng isang pangunahing temperatura ng mga 8 milyong K.

Ang pag-aapoy sa core ay nagpapatatag sa bituin, dahil pinapawi nito ang puwersa ng gravitational, na nagbibigay ng pagtaas sa hydrostatic equilibrium. Nangangailangan ito ng isang masa sa pagitan ng 0.01 at 100 beses na ang masa ng Araw. Kung ang masa ay mas malaki, ang sobrang pag-init ay magdulot ng isang sakuna na sisirain ang protostar.

Larawan 3. Sa isang pulang dwarf, ang pagsasanib ng hydrogen sa nucleus ay binabalanse ang puwersa ng grabidad. Pinagmulan: F. Zapata.

Kapag nagsimula ang fusion reaktor at nakamit ang balanse, ang mga bituin ay nagtatapos sa pangunahing pagkakasunud-sunod ng diagram ng HR. Ang mga pulang dwarf ay naglalabas ng enerhiya nang napakabagal, kaya ang kanilang suplay ng hydrogen ay tumatagal ng mahabang panahon. Ang paraan ng isang pulang dwarf ay naglalabas ng enerhiya ay sa pamamagitan ng mekanismo ng kombeksyon.

Ang pag-convert ng enerhiya ng hydrogen sa helium ay isinasagawa sa mga pulang dwarf sa pamamagitan ng mga chain ng proton-proton, isang pagkakasunud-sunod kung saan ang isang hydrogen ion ay sumasama sa isa pa. Malaki ang naiimpluwensyahan ng temperatura kung paano naganap ang pagsasanib.

Sa sandaling maubos ang hydrogen, ang reaktor ng bituin ay tumitigil sa pagtatrabaho at nagsisimula ang mabagal na proseso ng paglamig.

Proton-proton chain

Ang reaksyon na ito ay napaka-pangkaraniwan sa mga bituin na sumali lamang sa pangunahing pagkakasunud-sunod, pati na rin sa mga pulang dwarf. Nagsisimula ito tulad nito:

¹ ₁ H + ¹ ₁ H → ² ₁ H + e ⁺ + ν

Kung saan ang e ⁺ ay isang positron, magkapareho sa lahat ng elektron, maliban na ang singil nito ay positibo at ang ν ay isang neutrino, isang magaan at madulas na butil. Para sa bahagi nito ² ₁ H ay deuterium o mabibigat na hydrogen.

Pagkatapos ito ay nangyayari:

¹ ₁ H + ² ₁ H → ³ ₂ Siya + γ

Sa huli, γ sumisimbolo ng isang photon. Ang parehong mga reaksyon ay nagaganap nang dalawang beses, upang magresulta sa:

³ ₂ He + ³ ₂ He → ⁴ ₂ He + 2 ( ¹ ₁ H)

Paano kumita ang bituin sa pamamagitan ng paggawa nito? Well, mayroong isang maliit na pagkakaiba-iba sa masa ng mga reaksyon, isang maliit na pagkawala ng masa na nabago sa enerhiya ayon sa tanyag na equation ni Einstein:

E = mc ²

Habang ang reaksyong ito ay nangyayari nang maraming beses na kinasasangkutan ng napakaraming bilang ng mga particle, ang enerhiya na nakuha ay napakalaki. Ngunit hindi lamang ito ang reaksyon na nagaganap sa loob ng isang bituin, bagaman ito ang pinaka madalas sa mga pulang dwarf.

Ang oras ng buhay ng isang bituin

Gaano katagal ang buhay ng isang bituin ay nakasalalay din sa masa. Ang sumusunod na equation ay isang pagtatantya ng oras na iyon:

T = M ^-2.5

Narito ang T ay oras at M ay masa. Ang paggamit ng mga titik ng kapital ay angkop, dahil sa oras at kalakihan ng masa.

Ang isang bituin na tulad ng Araw ay nabubuhay nang halos 10 bilyong taon, ngunit ang isang bituin 30 beses na ang masa ng Araw ay nabubuhay ng 30 milyong taon at ang isa pang mas napakalaking mabubuhay nang halos 2 milyong taon. Alinmang paraan, ito ay isang kawalang-hanggan para sa mga tao.

Ang mga pulang dwarf ay nabubuhay nang mas mahaba kaysa doon, salamat sa parsimonya na ginugol nila ang kanilang fuel fuel. Para sa mga layunin ng oras habang nararanasan natin ito, ang isang pulang dwarf ay tumatagal magpakailanman, dahil ang oras na kinakailangan upang mawala ang hydrogen mula sa nucleus ay lumampas sa tinantyang edad ng Uniberso.

Wala pang mga pulang dwarf ang namatay pa, kaya lahat na maaaring isipin kung gaano katagal sila mabubuhay at kung ano ang kanilang magiging wakas ay dahil sa mga simulasi sa computer ng mga modelo na nilikha gamit ang impormasyon na mayroon tayo tungkol sa kanila.

Ayon sa mga modelong ito, hinuhulaan ng mga siyentipiko na kapag ang isang pulang dwarf ay naubusan ng hydrogen ay magbabago ito sa isang asul na dwarf.

Walang nakakita sa isang bituin ng ganitong uri, ngunit habang ang hydrogen ay nagsasawa, ang isang pulang dwarf ay hindi lumawak sa isang pulang higanteng bituin, dahil ang aming Araw ay isang araw. Pinapataas lamang nito ang radioactivity at kasama nito ang temperatura ng ibabaw, nagiging asul.

Komposisyon ng mga pulang dwarf

Ang komposisyon ng mga bituin ay halos kapareho, para sa karamihan ng mga ito ay napakalaking bola ng hydrogen at helium. Nananatili nila ang ilan sa mga elemento na naroroon sa gas at alikabok na nagbigay sa kanila, kaya naglalaman din sila ng mga bakas ng mga elemento na tumulong sa naunang mga bituin.

Para sa kadahilanang ito, ang komposisyon ng mga pulang dwarfs ay katulad ng sa Araw, bagaman ang mga parang multo ay naiiba nang malaki dahil sa temperatura. Kaya kung ang isang bituin ay may mahina na mga linya ng hydrogen, hindi nangangahulugang kulang ito sa elementong ito.

Sa mga pulang dwarf ay may mga bakas ng iba pang mga mas mabibigat na elemento, na tinawag ng mga astronomo na "mga metal."

Sa astronomiya, ang kahulugan na ito ay hindi nag-tutugma sa kung ano ang karaniwang naiintindihan bilang metal, dahil ginagamit ito dito upang sumangguni sa anumang elemento, maliban sa hydrogen at helium.

Pagsasanay

Ang proseso ng pagbuo ng bituin ay kumplikado at apektado ng maraming mga variable. Marami pa ang hindi alam tungkol sa prosesong ito, ngunit pinaniniwalaan na pareho ito para sa lahat ng mga bituin, tulad ng inilarawan sa mga nakaraang mga segment.

Ang kadahilanan na tumutukoy sa laki at kulay ng isang bituin, na nauugnay sa temperatura nito, ay ang halaga ng bagay na pinamamahalaan nito upang magdagdag ng salamat sa puwersa ng grabidad.

Ang isang isyu na nag-aalala sa mga astronomo at hindi pa malinaw ay ang katunayan na ang mga pulang dwarf ay naglalaman ng mga elemento na mas mabibigat kaysa sa hydrogen, helium at lithium.

Sa isang banda, hinulaan ng teorya ng Big Bang na ang mga unang bituin na nabuo ay dapat na binubuo lamang ng tatlong magaan na elemento. Gayunpaman, ang mga mabibigat na elemento ay napansin sa mga pulang dwarf.

At kung wala pang mga pulang dwarf na namatay pa, nangangahulugan ito na ang mga unang pulang dwarf na nabuo ay dapat pa ring lumabas doon sa isang lugar, lahat ay binubuo ng mga magaan na elemento.

Kung gayon ang mga pulang dwarf ay maaaring nabuo mamaya, dahil ang pagkakaroon ng mabibigat na elemento ay kinakailangan sa kanilang paglikha. O kaya mayroong mga first-generation red dwarfs, ngunit napakaliit at may tulad na mababang ningning, hindi pa nila natuklasan.

Mga halimbawa ng mga pulang dwarf

Susunod na Centauri

Ito ay 4.2 light years na malalayo at may masa na katumbas ng isang ikawalong ng Araw, ngunit 40 beses na mas matindi. Ang Proxima ay may isang malakas na magnetic field, na ginagawang madali itong sumiklab.

Ang Proxima ay mayroon ding hindi bababa sa isang kilalang planeta: Proxima Centauri b, naipalabas noong 2016. Ngunit pinaniniwalaan na nailipat ng flares ang madalas na paglabas ng bituin, kaya't malamang na hindi ito harapin ang buhay, kahit na hindi bilang alam natin, dahil ang mga paglabas ng bituin ay naglalaman ng X-ray.

Bituin ni Barnard

Larawan 4. Paghahambing ng mga sukat sa pagitan ng Araw, Bituin ni Barnard at ang planeta na Jupiter. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ito ay isang napakalapit na pulang dwarf, 5.9 light years ang layo, na ang pangunahing katangian ay ang napakabilis nitong bilis, mga 90 km / s sa direksyon ng Araw.

Makikita ito sa pamamagitan ng mga teleskopyo at tulad ng Proxima, madaling kapitan din ito ng mga flare at flares. Kamakailan lamang, isang planeta ang natuklasan na naglilibot sa bituin ni Barnard.

Teegarden Star

Ang pulang dwarf na ito lamang ng 8% ng masa ng Araw ay nasa konstelasyon ng Aries at maaari lamang makita ng mga malakas na teleskopyo. Ito ay kabilang sa pinakamalapit na mga bituin, sa layo na halos 12 light years.

Natuklasan ito noong 2002 at bilang karagdagan sa pagkakaroon ng isang kapansin-pansin na paggalaw ng sarili nitong, lumilitaw na mayroong mga planeta sa tinatawag na tirahan na zone.

Wolf 359

Ito ay isang variable na pulang dwarf sa konstelasyon na Leo at halos 8 light years na malayo mula sa ating Araw. Bilang isang variable na bituin, ang kadiliman nito ay tumataas nang pana-panahon, kahit na ang mga apoy nito ay hindi gaanong katindi ng mga Proxima Centauri.

Mga Sanggunian

1. Adams, F. Pulang mga dwarf at ang pagtatapos ng pangunahing pagkakasunud-sunod. Nabawi mula sa: astroscu.unam.mx.
2. Carroll, B. Isang Panimula sa Mga Modernong Astrophysics. Ika-2. Edisyon. Pearson.
3. Cosmos. Mga pulang Dwarfs. Nabawi mula sa: astronomy.swin.edu.au.
4. Martínez, D. Ang ebolusyon ng stellar. Nabawi mula sa: Mga Google Books.
5. Taylor, N. Red Dwarfs: Ang Pinaka Karaniwan at Pinakamababang Buhay na Bituin. Nabawi mula sa: space.com.
6. Fraknoi, A. Ang Spectra ng Bituin (at Brown Dwarfs). Nabawi mula sa: phys.libretexts.org.