הגמדים האדומים: הכוכבים הנפוצים והארוכים ביותר

הרעיון של האמן המציג את DG CVn - מערכת בינארית המורכבת משני כוכבי ננס אדומים - משחרר סדרה של התלקחויות עוצמתיות שנראו על ידי חללית הסוויפט של נאס"א ב- 23 באפריל, 2014.

(תמונה: © מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א / ש. ויסינגר)

כוכבי ננס אדומים מהווים את אוכלוסיית הכוכבים הגדולה ביותר בגלקסיה, אך הם מסתתרים בצללים, עמומים מכדי לראותם בעין בלתי מזוינת מכדור הארץ. הזוהר המוגבל שלהם עוזר להאריך את חייהם, שהם גדולים בהרבה מזו של השמש.

מדענים חושבים כי 20 מתוך 30 הכוכבים הסמוכים לכדור הארץ הם גמדים אדומים. הכוכב הקרוב ביותר לשמש, פרוקסימה קנטאורי, הוא גמד אדום.

המונח "גמד אדום" אינו מתייחס לסוג אחד של כוכב. הוא מוחל לעתים קרובות על העצמים המגניבים ביותר, כולל גמדי K ו- M - שהם כוכבים אמיתיים - וגמדים חומים, המכונים לעתים קרובות "כוכבים כושלים" מכיוון שהם אינם מקיימים היתוך מימן בגרעינים שלהם.

"אין הגדרה אמיתית לגמדים אדומים", אמר האסטרונום מיכאל גילון מאוניברסיטת לייז 'בבלגיה ל- Space.com במייל. גילון, שחקר חפצים מהממים בקצה הקריר יותר של הספקטרום, היה חלק מהצוות שזיהה את כוכב האולטרה-קולי TRAPPIST-1. גיליון אדום "מתייחס בדרך כלל לכוכבי ננסים עם סוג ספקטרלי הנע בין K5V ל- M5V," אמר גילון.

גיבוש ומאפיינים

גמדים אדומים נוצרים כמו כוכבים אחרים ברצף הראשי. ראשית, ענן של אבק וגז נמשך יחד על ידי כוח הכובד ומתחיל להסתובב. לאחר מכן החומר מתכווץ במרכזו, וכשהוא מגיע לטמפרטורה הקריטית מתחיל היתוך.

גמדים אדומים כוללים את הקטן מבין הכוכבים, שמשקלם בין 7.5% ל- 50% מסת מסת השמש. גודלם המופחת פירושו שהם שורפים בטמפרטורה נמוכה יותר, ומגיעים רק ל 6,380 מעלות פרנהייט (3,500 מעלות צלזיוס). לשמש, לשם השוואה, טמפרטורה של 9,900 F (5,500 צלזיוס). הטמפרטורות הנמוכות של גמדים אדומים פירושן שהן רחוקות, עמומות בהרבה מכוכבים כמו השמש.

הטמפרטורה הנמוכה שלהם פירושה גם שהם שורפים את אספקת המימן שלהם במהירות פחות טובה. בעוד כוכבים אחרים, מאסיביים יותר, שורפים רק את המימן בליבתם לפני שהם מגיעים לסוף תקופת חייהם, הגמדים האדומים צורכים את כל המימן שלהם, בתוך ליבתם ומחוצה להם. זה מותח את חייהם של הגמדים האדומים לטריליוני שנים; הרבה מעבר למשך 10 מיליארד החיים של כוכבים דמויי שמש.

סיווג גמדים אדומים

מדענים מתקשים לעיתים להבדיל בין כוכב ננס אדום לגמד חום. גמדים חומים קרירים ואפלוליים, והם ככל הנראה יוצרים אותו דבר כמו הגמדים האדומים, אך גמדים חומים אף פעם לא מגיעים לנקודת המיזוג מכיוון שהם קטנים מדי, ולכן הם לא נחשבים לכוכבים.

אדם בורגסר, אסטרונום מאוניברסיטת קליפורניה, אמר: "כשאנחנו מתבוננים בגמד אדום ומודדים את האווירה שלו, אנחנו לא בהכרח יודעים אם זה גמד חום או כוכב. סן דייגו.

כדי להבין אם חפץ שמימי הוא גמד חום או אדום, מדענים מודדים את טמפרטורת האטמוספרה של האובייקט. גמדים חומים נטולי פיוז'ן קרירים יותר מ -2,000 קלווין (3,140 F או 1,727 צלזיוס), בעוד הכוכבים המתמזגים במימן חמים יותר מ- 2,700 K (4,400 F או 2,427 צלזיוס). בין לבין, ניתן לסווג כוכב כגמד אדום או גמד חום.

לפעמים כימיקלים באטמוספירת האובייקט יכולים לחשוף רמזים לגבי המתרחש בליבו. לדברי בורגר, נוכחות מולקולות כמו מתאן או אמוניה, שיכולות לשרוד רק בטמפרטורות קרות, מרמזת כי חפץ הוא גמד חום. ליתיום באטמוספרה מציע גם שגמד אדום הוא גמד חום ולא כוכב אמיתי.

אבל מדענים עשויים עדיין להשתמש במונח גמד אדום כדי לתאר כיצד נראה אובייקט שמימי - קטן ואפלולי - אפילו אם האובייקט הוא למעשה גמד חום, אמר בורגר.

שלל כוכבי לכת ראויים למגורים?

כוכבי לכת נוצרים מהחומר שנשאר בדיסק לאחר שנוצר הכוכב שלהם. גמדים אדומים רבים נמצאו עם כוכבי לכת סביבם, אם כי ענקי הגז העצומים נדירים. מכיוון שגמדים אדומים עמומים יותר מכוכבים כמו השמש, קל יותר למצוא כוכבי לכת קטנים שעשויים להקיף חפצים עמומים אלו, מה שהופך את הגמדים האדומים למטרה פופולרית לציד כוכבי לכת. של נאס"א טלסקופ חלל קפלר (שפעלה בין 2009 ל 2018) ו- מעבר סקר לווייני Exoplanet, או TESS (שהחלה לפעול בשנת 2018), סקרו הרבה כוכבי ננס אדומים עבור כוכבי לכת אפשריים כמו כדור הארץ.

מכיוון שכוכבי הלכת שנבדקו על ידי TESS הם בקרבת כוכבים בהירים הנוטים להיות קרובים לכדור הארץ, לטלסקופים קרקעיים קל יותר לעקוב אחר התצפיות. באפריל 2019, חוקרי TESS הודיעו שכן מצאו את כוכב הלכת הראשון בגודל האדמה של המשימה שלהםלמרות שתנאיו אינם אידיאליים לחיים כפי שאנו מכירים אותם.

במשך זמן רב, מדענים חשבו כי גמדים אדומים אינם ניתנים למגורים. האור והחום המוגבלים שלהם משמעותו שהאזור המגורים - או האזור בו יכולים להיווצר מים נוזלים בכוכבי לכת סביב גמד אדום - יהיה קרוב מאוד לכוכב, יכניס את כוכבי הלכת לטווח של קרינה מזיקה מהכוכב. כוכבי לכת אחרים עשויים להיות נעולים בכוכב לכיוון השעון, כאשר צד אחד פונה ללא הרף לשמש, וגורם לצד אחד להיות חם מדי, והשני קר מדי.

בשנת 2016 נמצא כוכב לכת שעשוי להיות ראוי למעגל המקיף את פרוקסימה סנטאורי (הכוכב הקרוב ביותר בכדור הארץ). ובשנת 2019, אסטרונומים הודיע ​​על האפשרות של כוכב לכת שני המסתובב הרחק מחוץ לאזור המגורים של הכוכב. לפחות שבעה כוכבי לכת בגודל כדור הארץ מקיפים את הגמד האדום TRAPPIST-1ומחקרים רבים מציעים לפחות חלק מכוכבי הלכת הללו יוכלו לארח חיים.

סוף השורה

גמדים אדומים זעירים עשויים לקבל חיים ארוכים, אך כמו כל הכוכבים האחרים, הם בסופו של דבר ישרפו באמצעות אספקת הדלק שלהם. כאשר הם עושים זאת, הגמדים האדומים הופכים לגמדים לבנים - כוכבים מתים שכבר לא עוברים איחוי בליבתם. בסופו של דבר הגמדים הלבנים יקרינו את כל החום שלהם ויהפכו לגמדים שחורים.

אך בשונה מהשמש, אשר תהפוך לגמד לבן בעוד כמה מיליארד שנים, גמדים אדומים ייקח טריליוני שנים לשרוף באמצעות הדלק שלהם. זה ארוך משמעותית מגילו של היקום, שגילו פחות מ -14 מיליארד שנה. גמדים אדומים אולי מעט עמומים, אך כמו הצב, הם זוכים לאט אך בטוח במירוץ ההישרדות.

משאבים נוספים:

• קרא את ההגדרה גמד אדום על פי אוניברסיטת סווינבורן.
• גלה מדוע גמדים אדומים עשויים להיות המקום הטוב ביותר למצוא חיים זרים.
• למד כיצד סופר-גלים מגמדים אדומים מסכנים כוכבי לכת.

מאמר זה עודכן ב- 6 ביוני 2019 על ידי תורמת Space.com אליזבת האוול.