Künstlerkonzept, das die GD CVn zeigt - ein binäres System, das aus zwei roten Zwergsternen besteht - und eine Reihe mächtiger Fackeln auslöst, die am 23. April 2014 vom Swift-Raumschiff der NASA gesehen wurden.
(Bild: © Goddard Space Flight Center der NASA / S. Wiessinger)
Rote Zwergsterne bilden die größte Population von Sternen in der Galaxie, aber sie verstecken sich im Schatten, zu dunkel, um mit bloßem Auge von der Erde aus gesehen zu werden. Ihre begrenzte Ausstrahlung verlängert ihre Lebensdauer, die weitaus größer ist als die der Sonne.
Wissenschaftler glauben, dass 20 der 30 Sterne in der Nähe der Erde rote Zwerge sind. Der sonnennächste Stern, Proxima Centauri, ist ein roter Zwerg.
Der Begriff "Roter Zwerg" bezieht sich nicht auf eine einzige Art von Stern. Es wird häufig auf die coolsten Objekte angewendet, einschließlich K- und M-Zwerge - die wahre Sterne sind - und Braune Zwerge, die oft als "ausgefallene Sterne" bezeichnet werden, weil sie keine Wasserstofffusion in ihren Kernen aufrechterhalten.
"Es gibt keine wahre Definition von Roten Zwergen", sagte der Astronom Michaël Gillon von der Universität Lüttich in Belgien Space.com per E-Mail. Gillon, der Sternobjekte am kühleren Ende des Spektrums untersucht, war Teil des Teams, das den ultrakühlen Stern TRAPPIST-1 identifizierte. Roter Zwerg "bezieht sich im Allgemeinen auf Zwergsterne mit einem Spektraltyp von K5V bis M5V", sagte Gillon.
Formation und Eigenschaften
Rote Zwerge bilden sich wie andere Hauptreihensterne. Zunächst wird eine Staub- und Gaswolke durch die Schwerkraft zusammengezogen und beginnt sich zu drehen. Das Material verklumpt dann in der Mitte und wenn es die kritische Temperatur erreicht, beginnt die Fusion.
Rote Zwerge sind die kleinsten Sterne und wiegen zwischen 7,5% und 50% der Sonnenmasse. Ihre reduzierte Größe bedeutet, dass sie bei einer niedrigeren Temperatur brennen und nur 3.500 Grad Celsius erreichen. Im Vergleich dazu hat die Sonne eine Temperatur von 5.500 ° C. Die niedrigen Temperaturen der Roten Zwerge bedeuten, dass sie weitaus dunkler sind als Sterne wie die Sonne.
Ihre niedrige Temperatur bedeutet auch, dass sie ihre Wasserstoffversorgung weniger schnell durchbrennen. Während andere, massereichere Sterne nur den Wasserstoff in ihrem Kern verbrennen, bevor sie das Ende ihres Lebens erreichen, verbrauchen rote Zwerge ihren gesamten Wasserstoff innerhalb und außerhalb ihres Kerns. Dies verlängert die Lebensdauer der Roten Zwerge auf Billionen von Jahren; weit über die 10-Milliarden-Jahre-Lebensdauer sonnenähnlicher Sterne hinaus.
Rote Zwerge klassifizieren
Wissenschaftler haben gelegentlich Schwierigkeiten, einen roten Zwergstern von einem braunen Zwerg zu unterscheiden. Braune Zwerge sind kühl und dunkel und bilden wahrscheinlich die gleiche Form wie rote Zwerge, aber braune Zwerge erreichen nie den Punkt der Verschmelzung, weil sie zu klein sind und daher nicht als Sterne betrachtet werden.
"Wenn wir einen roten Zwerg beobachten und seine Atmosphäre messen, wissen wir nicht unbedingt, ob es sich um einen braunen Zwerg oder einen Stern handelt - junge braune Zwerge sehen fast genauso aus wie ultrakühle Sterne", sagte Adam Burgasser, Astronom an der University of California. San Diego.
Um herauszufinden, ob ein Himmelsobjekt ein brauner oder roter Zwerg ist, messen Wissenschaftler die Temperatur der Objektatmosphäre. Fusionsfreie Braune Zwerge sind kühler als 2.000 Kelvin (3.140 F oder 1.727 C), während wasserstoffschmelzende Sterne wärmer als 2.700 K (4.400 F oder 2.427 C) sind. Dazwischen könnte ein Stern als roter Zwerg oder brauner Zwerg klassifiziert werden.
Manchmal können Chemikalien in der Atmosphäre des Objekts Hinweise darauf geben, was in seinem Herzen passiert. Laut Burgasser deutet das Vorhandensein von Molekülen wie Methan oder Ammoniak, die nur bei kalten Temperaturen überleben können, darauf hin, dass es sich bei einem Objekt um einen Braunen Zwerg handelt. Lithium in der Atmosphäre deutet auch darauf hin, dass ein Roter Zwerg eher ein Brauner Zwerg als ein echter Stern ist.
Aber Wissenschaftler könnten den Begriff Roter Zwerg immer noch verwenden, um zu beschreiben, wie ein Himmelsobjekt aussieht - klein und dunkel -, selbst wenn das Objekt tatsächlich ein Brauner Zwerg ist, sagte Burgasser.
Eine Vielzahl bewohnbarer Planeten?
Planeten bilden sich aus dem Material, das nach der Erstellung ihres Sterns auf einer Scheibe übrig geblieben ist. Viele rote Zwerge wurden mit Planeten um sie herum gefunden, obwohl enorme Gasriesen selten sind. Da rote Zwerge dunkler sind als Sterne wie die Sonne, ist es einfacher, kleine Planeten zu finden, die diese dunkleren Objekte umgeben können, was rote Zwerge zu einem beliebten Ziel für die Planetenjagd macht. NASAs Kepler-Weltraumteleskop (die zwischen 2009 und 2018 betrieben) und Transit-Exoplaneten-Vermessungssatellitoder TESS (das 2018 seinen Betrieb aufnahm) haben viele rote Zwergsterne auf mögliche erdähnliche Planeten untersucht.
Da sich die von TESS untersuchten Planeten in der Nähe von hellen Sternen befinden, die sich in der Regel in der Nähe der Erde befinden, ist es für Bodenteleskope einfacher, die Beobachtungen zu verfolgen. Im April 2019 gaben die TESS-Ermittler bekannt, dass dies der Fall war fanden den ersten erdgroßen Planeten ihrer Mission, obwohl seine Bedingungen nicht ideal für das Leben sind, wie wir es kennen.
Wissenschaftler hielten rote Zwerge lange Zeit für unbewohnbar. Ihr begrenztes Licht und ihre begrenzte Wärme bedeuteten, dass die bewohnbare Zone - oder die Region, in der sich flüssiges Wasser auf Planeten um einen roten Zwerg bilden könnte - sehr nahe am Stern liegt und die Planeten in Reichweite der schädlichen Strahlung des Sterns bringt. Andere Planeten sind möglicherweise mit dem Stern verbunden, wobei eine Seite ständig der Sonne zugewandt ist, wodurch eine Seite zu warm und die andere zu kalt ist.
Im Jahr 2016 wurde ein potenziell bewohnbarer Planet gefunden, der Proxima Centauri (den nächsten Stern der Erde) umkreist. Und im Jahr 2019 Astronomen kündigte die Möglichkeit eines zweiten Planeten an Umlauf weit außerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns. Mindestens sieben erdgroße Planeten umkreisen den Roten Zwerg TRAPPIST-1und viele Studien legen nahe Zumindest einige dieser Planeten könnten das Leben beherbergen.
Das Ende der Linie
Winzige rote Zwerge haben zwar eine längere Lebensdauer, aber wie alle anderen Sterne verbrennen sie schließlich ihre Treibstoffversorgung. Wenn sie dies tun, werden die roten Zwerge zu weißen Zwergen - toten Sternen, die in ihrem Kern keine Fusion mehr eingehen. Schließlich strahlen die weißen Zwerge ihre gesamte Wärme ab und werden zu schwarzen Zwergen.
Aber im Gegensatz zur Sonne, die in wenigen Milliarden Jahren zu einem weißen Zwerg werden wird, werden rote Zwerge Billionen von Jahren brauchen, um ihren Treibstoff zu verbrennen. Dies ist deutlich länger als das Alter des Universums, das weniger als 14 Milliarden Jahre alt ist. Rote Zwerge mögen etwas dunkel sein, aber wie die Schildkröte gewinnen sie langsam aber sicher das Überlebensrennen.
Zusätzliche Ressourcen:
- Lesen Sie die Definition eines Roten Zwergs nach Angaben der Swinburne University.
- Finden Sie heraus, warum rote Zwerge der beste Ort sind, um außerirdisches Leben zu finden.
- Erfahren Sie, wie Superflares von roten Zwergen Planeten gefährden.
Dieser Artikel wurde am 6. Juni 2019 von der Space.com-Mitarbeiterin Elizabeth Howell aktualisiert.
