Anão vermelho

O próximo Centauri Red Anã faz parte do sistema estrela Alfa Centauri na constelação do Centaur. Fonte: ESA/Hubble & NASA através da Wikimedia Commons.

O que é um anão vermelho?

A Anão vermelho É uma estrela pequena e fria cuja massa está entre 0.08 e 0.8 vezes a massa do sol. Eles são as estrelas mais abundantes e longas do universo: até três quartos de todos conhecidos até agora. Devido à sua baixa luminosidade, eles não são observáveis ​​a olho nu, apesar de serem numerosos no bairro do sol: 30 estrelas próximas, 20 são anãs vermelhos. 

O mais notável por sua proximidade conosco é o próximo centauri, na constelação de Centaur, a 4.2 anos -luz de distância. Foi descoberto em 1915 pelo astrônomo escocês Robert Innes (1861-1933).

No entanto, antes que o próximo Centauri fosse descoberto, o telescópio do astrônomo francês Joseph de Lalande (1732-1802) já havia encontrado o anão vermelho Lalande 21185, na constelação do prefeito da OSA.

O termo "anão vermelho" é usado para citar vários tipos de estrelas, incluindo aqueles com espectral tipo K e M, bem como anões marrons, estrelas que não são realmente assim, porque nunca tiveram massa suficiente para iniciar o reator interno interno.

Os tipos espectrais correspondem à temperatura da superfície da estrela, e sua luz se decompõe em uma série muito característica de listras. 

Por exemplo, o tipo espectral K tem uma temperatura de 5000 e 3500 K e corresponde a estrelas amarelas-laranjas, enquanto a temperatura do tipo M é menor que 3500 K e são estrelas vermelhas.

Nosso sol é espectral G, a temperatura amarela e superficial entre 5000 e 6000 K. As estrelas com um certo tipo espectral têm muitas características em comum, sendo as mais decisivas de todas. De acordo com a massa de uma estrela, esta será sua evolução.

Características dos anãs vermelhos

Imagem tirada por Hubble. É uma das menores estrelas da nossa Via Láctea, chamada Gliese 623B ou GL 623B

Anões vermelhos têm certas características que diferenças. Já mencionamos alguns no começo:

• Pequeno tamanho.
• Baixa temperatura da superfície.
• Sob ritmo de combustão de material.
• Luminosidade escassa.

Massa

A missa, como dissemos, é o principal atributo que define a categoria que uma estrela chega. Anões vermelhos são tão abundantes porque as estrelas mais baixas são formadas do que as estrelas maciças.

Mas, curiosamente, o tempo que leva para formar as estrelas com pouca massa é maior que o das estrelas muito massivas. Estes ficam muito mais difíceis porque a força da gravidade que compacta o assunto no centro é maior, à medida que mais massa existe. 

O sol, a estrela anã vermelha Gliese 229a, a anã marrom teide 1, o anão marrom Gliese 229b, o anão marrom Wise 1828 + 2650 e o planeta Júpiter é mostrado

E sabemos que uma certa quantidade de massa crítica é necessária para que a temperatura seja apropriada, a fim de iniciar as reações de fusão. Dessa maneira, a estrela começa sua vida adulta.

O sol precisava de dezenas de milhões de anos para se formar, mas uma estrela de 5 vezes exige menos de um milhão de anos, enquanto o mais massivo pode começar a brilhar em centenas de milhares.

Temperatura

A temperatura da superfície é, como outro recurso importante já é dito que define anãs vermelhas. Deve ser menos de 5000 K, mas não menos de 2000 K, caso contrário, é muito frio para ser uma estrela verdadeira.

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Objetos estrela com temperatura inferior a 2000 K não podem ter um núcleo de fusão e estas são estrelas abortadas, que nunca atingiram a massa crítica: anões marrons.

Análise mais profunda das linhas espectrais pode garantir a diferença entre anã vermelho e anão marrom. Por exemplo, indicações de lítio apontam para o fato de ser uma anã vermelha, mas se for metano ou amônia, provavelmente é uma anã marrom.

Tipos espectrais e diagrama Hertzsprung-Russell

O diagrama Hertzsprung-Russell (diagrama H-R) é um gráfico que mostra as características e a evolução de uma estrela de acordo com suas características espectrais. Isso inclui a temperatura da superfície, o que, como dissemos, é um fator determinante, bem como sua luminosidade.

As variáveis ​​que compõem o gráfico são brilho no eixo vertical e temperatura efetiva No eixo horizontal. Foi criado independentemente no início do século XX pelos astrônomos Ejnar Hertzsprung e Henry Russell.

Diagrama H-R mostrando anões vermelhos na sequência principal, no canto inferior direito. Fonte: Wikimedia Commons. Que [CC por 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/4.0)].

De acordo com seu espectro, as estrelas são agrupadas de acordo com a classificação espectral de Harvard, indicando a temperatura da estrela na seguinte sequência de cartas:

O B A F G K M

Começa com as estrelas mais quentes, as do tipo ou, enquanto as mais frias são as do Tipo M. Na imagem superior, os tipos espectrais estão na parte inferior do gráfico, na barra colorida de azul à esquerda até você chegar à direita para a direita.

Dentro de cada tipo, existem variações, uma vez que as linhas espectrais têm intensidade diferente, cada tipo é dividido por 10 subcategorias, indicado por números de 0 a 9. Quanto menor o número, o mais quente é a estrela. Por exemplo, o sol é do tipo G2 e o próximo centauri é m6. 

A região central do gráfico, que é executada na forma de uma diagonal aproximada é chamada Sequência principal. A maioria das estrelas está lá, mas sua evolução pode levá -las a sair e ser localizada em outras categorias, como gigante vermelho ou anão ou anão branco. Tudo depende da massa da estrela.

A vida dos anões vermelhos sempre leva. Mas nesta classe também existem estrelas supergigentes, como Betelgeuse e Antares (até a direita do diagrama H-R).

Evolução

A vida de qualquer estrela começa com o colapso da matéria interestelar graças à ação da gravidade. À medida que o assunto se reúne, se transforma mais rápido e embaçado formando um álbum, graças à conservação do momento angular. No centro está o protoestrella, o embrião, por assim dizer, falar da futura estrela.

À medida que o tempo, a temperatura e a densidade passam estão aumentando, até que uma massa crítica seja alcançada, na qual o reator de fusão inicia sua atividade. Esta é a fonte de energia da estrela em seu tempo que chegará e requer uma temperatura no núcleo de cerca de 8 milhões de k.

A ignição no núcleo estabiliza a estrela, porque compensa a força gravitacional, levando ao equilíbrio hidrostático que aparece. Para isso, é necessária uma massa entre 0.01 e 100 vezes a massa do sol. Se a massa for maior, o superaquecimento causaria uma catástrofe que destruiria a protoestrella.

Pode atendê -lo: OHM LEI: unidades e fórmula, cálculo, exemplos, exercícios Em uma anã vermelha, a fusão de hidrogênio no núcleo equilibra a força da gravidade. Fonte: f. Zapata.

Depois que o reator de fusão foi lançado e o saldo foi alcançado, as estrelas vão para a sequência principal do diagrama H-R. Anões vermelhos emitem energia muito lentamente, então o fornecimento de hidrogênio dura muito. A maneira pela qual um anão vermelho emite energia é através do mecanismo de convecção. 

A conversão de hidrogênio do hélio que produz energia é realizada em anãs vermelhas por Cadeias de próton-próton, Uma sequência em que um íons de hidrogênio funde com outro. A temperatura influencia muito a maneira como essa fusão é realizada.

Depois que o hidrogênio está esgotado, o reator em estrela para de funcionar e o processo de resfriamento lento começa.

Cadeia Protón-Proton

Essa reação é muito frequente em estrelas que são incorporadas na sequência principal, bem como em anãs vermelhas. Começa assim:

¹ ₁H + ¹₁H → ²₁H + E⁺ + ν

Onde é⁺ É um pósitron, idêntico em tudo ao elétron, a menos que sua carga seja positiva e ν É um neutrino, uma partícula leve e ilusória. Por sua parte ²₁H é deutério pesado ou hidrogênio.

Então acontece:

¹ ₁H + ²₁H → ³₂He + γ

Neste último, γ simboliza um fóton. Ambas as reações ocorrem duas vezes, para dar origem a:

³₂Ele + ³₂I → ⁴₂Ele+ 2 (¹ ₁H)

Como a estrela gera energia fazendo isso? Bem, há uma pequena diferença na massa das reações, uma pequena perda de massa que é transformada em energia de acordo com a famosa equação de Einstein:

E = mc² 

Como essa reação ocorre inúmeras vezes envolvendo uma imensa quantidade de partículas, a energia obtida é enorme. Mas não é a única reação que ocorre dentro de uma estrela, embora a mais frequente em anãs vermelhas.

Tempo de vida de uma estrela

Concepção artística de um planeta com dois exolons orbitando na área habitável de uma anã vermelha

O tempo em que uma estrela vive também depende de sua missa. A próxima equação é estimada nesse momento:

T = m^-2.5

Aqui é hora e m missa. O uso de letras maiúsculas é apropriado, ao longo do tempo e a enormidade da massa.

Uma estrela como o sol mora cerca de 10.000 milhões de anos, mas uma estrela de 30 vezes. Seja o que for uma eternidade para os humanos.

Os anãs vermelhos vivem muito mais do que isso, graças à parcimônia com a qual gastam seu combustível nuclear. Para fins de tempo enquanto experimentamos, uma anã vermelha dura para sempre, porque o tempo necessário para esgotar o hidrogênio do núcleo excede a idade estimada do universo. 

Nenhum anão vermelho ainda morreu, então tudo o que pode ser especulado sobre o quanto eles vivem e o que será o fim deles, é devido às simulações de computador dos modelos criados com as informações sobre eles.

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Segundo esses modelos, os cientistas prevê Anão azul. 

Ninguém jamais viu uma estrela dessa classe, mas quando o hidrogênio termina, um anão vermelho não se expande até que uma estrela gigante vermelha se torne, pois nosso sol fará com que um dia. Simplesmente aumenta sua radioatividade e, com ela, sua temperatura da superfície, ficando azul.

Composição de anãs vermelhos

Concepção artística de um anão vermelho, especificamente a estrela de Barnard

A composição das estrelas é muito semelhante, na maioria das vezes eles são enormes hidrogênio e bolas de hélio. Eles mantêm parte dos elementos presentes no gás e na poeira que lhes deram origem, para que também contenham traços dos elementos que as estrelas anteriores ajudaram a criar.

Portanto, a composição dos anãs vermelhos é semelhante à do sol, embora as linhas espectrais diferam significativamente devido à temperatura. Portanto, se uma estrela tem linhas de hidrogênio fracas, isso não significa que não tenha esse elemento.

Nos anões vermelhos, existem vestígios de outros elementos mais pesados, para os quais os astrônomos chamam de "metais".

Na astronomia, essa definição não coincide com o que é comumente compreendido como metal, pois aqui é usado para se referir a qualquer elemento, exceto hidrogênio e hélio.

Treinamento

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O processo de formação de estrelas é complexo e afetado por inúmeras variáveis. Há muito que ainda é desconhecido para esse processo, mas acredita -se ser o mesmo para todas as estrelas, conforme descrito nos segmentos anteriores.

O fator que determina o tamanho e a cor de uma estrela, associado à sua temperatura, é a quantidade de matéria que ele consegue adicionar graças à força da gravidade. 

Uma questão que preocupa os astrônomos e que ainda não é elucidada é o fato de que os anões vermelhos contêm elementos mais pesados ​​que o hidrogênio, hélio e lítio. 

Por um lado, a teoria do Big Bang prevê que as primeiras estrelas formadas devem ser compostas apenas dos três elementos mais leves. No entanto, elementos pesados ​​foram detectados em anãs vermelhos. 

E se nenhum anão vermelho ainda morreu, significa que os primeiros anãs vermelhos que se formaram ainda devem estar lá em algum lugar, todos compostos de elementos leves.

Então os anões vermelhos foram formados mais tarde, porque a presença de elementos pesados ​​em sua criação é necessária. Ou que existem anãs vermelhas de primeira geração, mas sendo tão pequenas e com tanta luminosidade, eles ainda não foram descobertos.

Exemplos de anãs vermelhos

Próximo Centauri

Impressão artística do próximo centauri b mostrado hipoteticamente como um superstier rochoso e árido. Fonte: ESO/M. KornMesser, CC por 4.0, via Wikimedia Commons

É 4.2 anos -luz de distância e tem uma massa equivalente a uma oitava parte do sol, mas 40 vezes mais densa. Em seguida, tem um campo magnético intenso, o que torna propenso a amplo.

Em seguida, também tem pelo menos um planeta conhecido: Next Centauri B, lançado em 2016. Mas acredita -se que tenha sido arrasado pelas explosões que a estrela emite frequentemente, por isso é improvável que as casas de vida, pelo menos não como a que conhecemos, porque as emissões estelares contêm raios X contêm.

Barnard Star

Comparação de tamanhos entre o sol, a estrela de Barnard e o planeta Júpiter. Fonte: Wikimedia Commons.

É um anão vermelho muito próximo, às 5.9 anos -luz de distância, cuja característica principal é sua grande velocidade, cerca de 90 km/s na direção do sol. 

É visível através de telescópios e mais perto, também é propenso a experimentar brinquedos e brilhos. Recentemente, um planeta foi descoberto por orbitar a estrela de Barnard.

Teegarden Star

Diagrama da provável estrutura do sistema estelar de teegardens 12 anos -luz da Terra, conforme compreendido em 2019. Fonte: DARC 12345, CC0, via Wikimedia Commons

Este anão vermelho de apenas 8 % da massa do sol está na constelação de Áries e só pode ser visto com telescópios poderosos. Está entre as estrelas mais próximas, a uma distância de aproximadamente 12 anos -luz.

Foi descoberto em 2002 e, além de ter um movimento notável, aparentemente possui planetas na zona habitável de So So -.

Lobo 359

Lobo 359

É uma anã vermelha variável na constelação de Leo e distante quase 8 anos -luz do nosso sol. Sendo uma estrela variável, sua luminosidade aumenta periodicamente, embora suas entranhas não sejam tão intensas quanto as do próximo centauri.