Průvodce |
Karpattreky |
Horolezectví |
Cykloturistika |
Cestování |
Lyžování |
Příroda |
Soutěže |
Aktuality |
Zajímavosti |
Kalendář |
Napsat článek |
Reklama |
Více… |
|
 |
||
| Poslední aktualizace: 6.10.2024 |
|
Treking > Vesmír > Červený trpaslík je slabá, ale výrazně eruptivní hvězda na konci hlavní posloupnosti
Červený trpaslík je slabá, ale výrazně eruptivní hvězda na konci hlavní posloupnostiČervený trpaslík - nejpočetnější hvězdná třída ve vesmíru27.7.2014 | Otakar Brandos, foto ESA
Jako červený trpaslík se označuje malá a chladná hvězda spektrální třídy M nacházející se na hlavní posloupnosti HR diagramu. Hmotnost červeného trpaslíka se pohybuje v rozmezí od 0,085 Ms až 60 % Ms (hmotnosti Slunce), na HR diagramu se tak nachází mezi hnědými a žlutými trpaslíky. 
Ve srovnání s naším Sluncem (žlutý trpaslík spektrální třídy G2V) činí svítivost průměrného červeného trpaslíka pouhých 5 %. Někteří červení trpaslíci mají svítivost rovnající se pouhé desetině procenta svítivosti našeho Slunce a úplní prckové někde na hranicích s hnědými trpaslíky mají svítivost pouhou desetitisícinu svítivosti Slunce. A naopak ti největší známí červení trpaslíci (jako jsou například hvězdy Lacaille 8760, HD 179930 či HIP 12961) mají svítivost dosahující jen asi 10 % Ls… Povrchová teplota a délka života červeného trpaslíkaMaximální povrchová teplota červených trpaslíků činí 3 800 K, nejnižší se pohybuje někde okolo 2 300 K. Díky pomalé termojaderné fůzi (spalování vodíku) pp cyklu je životnost červeného trpaslíka neobyčejně vysoká. Vlastně všechny pozorované hvězdy této spektrální třídy jsou teprve na počátku svého života. Hustota červeného trpaslíka je asi 2 × až 6 × vyšší než průměrná hustota žlutého trpaslíka. Jejich životnost se totiž odhaduje na minimálně desítky až stovky miliard let, v některých případech až bilióny let. A věk dnešního vesmíru je odhadován na sotva 15 miliard let… Od vzniku vesmíru tak neuplynula dostatečně dlouhá doba na to, aby některý z červených trpaslíků mohl dospět do vyššího vývojového stádia a opustit hlavní posloupnost. Dobu, kterou hvězda setrvá na hlavní posloupnosti (tH) vypočteme podle zjednodušeného vztahu tH = 1,2 × 1010 M / L × r kde M a L jsou hmotnost a svítivost hvězdy vyjádřené v jednotkách hmotnosti a svítivosti našeho Slunce a r je poloměr hvězdy. Díky poměrně nízkým povrchovým teplotám červených trpaslíků se v jejich atmosférách může nacházet řada chemických sloučenin, které se projeví ve spektrech těchto trpasličích hvězd. Astronomové tak zaznamenali např. přítomnost vody (H2O), oxidu uhelnatého (CO), hydroxidu železa (FeH), hydroxidu hořčíku (MgH) či oxidu titanu (TiO) a řady dalších sloučenin. Stavba červeného trpaslíkaVe hvězdách jsou možné tři typy přenosu energie: kondukce, konvekce a záření. Hvězdná látka je však špatným vodičem tepla (mimo degenerovaného plynu) a proto pro přenos energie z jádra k povrchu v případě normálních hvězd připadají v úvahu pouze dva mechanismy přenosu energie: konvekce a záření. 
U červených trpaslíků se předpokládá jen malá centrální oblast záření, kde je energie přenášena zářením a naopak velká konvektivní oblast, kde je energie odnášena od jádra k povrchu hvězdy konvekcí. U červených trpaslíků s hmotností nižší než 1/3 Ms se předpokládá, že konvektivní vrstva sahá od povrchu až do centrálních oblastí jádra. Což je podstatný rozdíl oproti žlutým trpaslíkům, u nichž se předpokládá, že konvektivní vrstva zasahuje do hloubky pouhých 16 % hvězdného poloměru. Kolik je červených trpaslíků?Na to, že červení trpaslíci tvoří ve vesmíru nejpočetněji zastoupenou hvězdnou třídu, je článků věnovaných těmto "fádním" objektům žalostně málo. Dokonce ani v astronomických encyklopediích nemívají červení trpaslíci vlastní samostatné heslo… A aby toho nebylo málo, žádnou z těchto početných hvězd nemůžeme spatřit ze Země pouhým okem. Nejbližší červený trpaslík a zároveň nejbližší známá hvězda (mimo našeho Slunce), Proxima Centauri (4,29 světelného roku) má zdánlivou hvězdnou velikost pouhých 11,05m (magnitud) a spektrální třídu M5. Podle některých odhadů by červení trpaslíci mohli tvořit až 75 % všech hvězd v naší Galaxii. Možná i více. Odhady jednotlivých autorů se však odlišují až trojnásobně a jsou velice neurčité. Teprve podrobná přehlídka oblohy by mohla dát věrohodnější data… Za poměrně špatné znalosti o těchto objektech může jejich malá svítivost a posun světelné křivky do červené části spektra. Podobně jako u ještě méně hmotných hnědých trpaslíků, kteří se nacházejí někde na pomezí hvězd a obřích plynných planet. Pomalá termojaderná fůze a závěrečná stádia vývojeZa svou dlouhověkost vděčí červení trpaslíci své nízké hmotnost, relativně malému tlaku a teplotě v jádře a z toho plynoucí pomalé termojaderné fůzi. Ve srovnání s obřími hvězdami, které za svého života doslova plýtvají termojaderným palivem, můžeme o rychlosti fůze v jádře červeného trpaslíka mluvit jako o pouhém doutnání. Podle současných poznatků však ani v závěrečných fázích života se červení trpaslíci příliš nepředvedou. Třeba jako žlutí trpaslíci, kteří po vyčerpání zásob vodíku nakopnou energeticky mnohem výkonnější fůzi hélia a opustí hlavní posloupnost jako rudí obři. Červení trpaslíci však hélium nikdy zažehnout nedokáží, na to je jejich hmotnost příliš nízká. Pouze nejhmotnější červení trpaslíci, jejichž hmotnost překročí čtvrtinu hmotnosti našeho Slunce by si mohli projít stádiem rudého obra. Méně hmotné hvězdy této třídy si v závěrečných fázích svého života projdou stádiem tzv. modrého trpaslíka, během nějž jejich zářivý výkon výrazně stoupne a dosáhne asi 30 % Ls. Povrchová teplota modrého trpaslíka by měla vystoupat na asi 8 500 K. Tak by tomu mělo podle dnešních hvězdných modelů být například u Barnardovy hvězdy, jejíž hmotnost dosahuje pouhých 16 % Ms. Ta by se na hlavní posloupnosti měla udržet neuvěřitelných 25 × 1011 let, stádium modrého trpaslíka by mohlo trvat asi 5 miliard let. Červený trpaslík a zelený pás životaV posledních dvou desetiletích se v souvislosti s výzkumem exoplanet objevila spousta prací zabývajících se možnou existencí planet červených trpaslíků vhodných k životu. Přesněji planet, které se pohybují v tzv. zeleném pásu života. To je oblast kolem hvězdy, ve které se může nacházet voda v kapalném stavu. Problém je, že právě onen tzv. zelený pás je kolem červených trpaslíků neobyčejně úzký, obvykle v rozmezí 0,1 až 0,14 AU. Pravděpodobnost, že se planeta bude kolem červeného trpaslíka pohybovat právě v tomto úzkém pásmu je opravdu hodně nízká. Obecně se tedy dá říci, že červení trpaslíci nejsou vhodnými objekty pro hledání života. Zejména když vezmeme do úvahy následující odstavce… Červený trpaslík jako eruptivní proměnná hvězdaA aby s červenými trpaslíky nebylo problémů málo, jsou tyto trpasličí hvězdy i přes svou nízkou a "konstantní" svítivost velice často proměnnými hvězdami. A dokonce eruptivními proměnnými. Řada studií nezávisle na sobě ale prokazuje, že u starších trpaslíků četnost i amplituda erupcí klesají. Červení trpaslíci se nejčastěji projevují jako nepravidelné proměnné hvězdy typu UV Ceti (u spektrálních tříd M0 až M6). Proměnné hvězdy UV Ceti dokáží v průběhu několika sekund až desítek sekund zjasnit o 4 - 6m, přičemž jejich svítivý výkon zase klesne na původní hodnotu. Tyto náhlé erupce se mohou objevovat i několikrát za den. Zjasnění jsou doprovázena i zvýšenými toky UV a rentgenového záření. Předpokládá se, že jde o analogii slunečních erupcí, neboť v jejich spektrech během těchto náhlých zjasnění značně zesilují čáry vodíku. Tyto erupce jsou ale mnohem většího rozsahu než je tomu v případě našeho Slunce. K těmto eruptivním proměnným hvězdám typu UV Ceti patří například nejbližší známá hvězda (mimo našeho Slunce, pochopitelně) Proxima Centauri, CM Draconis a nebo velice zajímavá hvězda Wolf 359. Průměrným eruptivním červeným trpaslíkům se však vymyká doslova obří erupce červeného trpaslíka EV Lac z 25. dubna 2008, kdy hvězda zjasnila v širokém pásmu vlnových délek. V optickém oboru zjasnila sice "jen" o 4,7m, avšak v rentgenovém oboru spektra zjasnila tato hvězda o plné 4 řády a v maximu dosáhla výkunu 1026 W, což odpovídá bolometrickému výkonu našeho Slunce! EV Lac patří mezi nejaktivnější eruptivní trpaslíky vybuchující vcelku pravidelně v intervalech 4 až 10 hodin. Tato aktivita velice pravděpodobně souvisí s velice silným magnetickým polem hvězdy o intenzitě 0,4 T (Tesla) a jeho prudkými rekonexemi. Podobně extrémní erupci zaznamenala družice GALLEX 24. dubna 2004 u červeného trpaslíka Gliese 3685A (13m, 14 pc, spektrální třídy dM4). Hvězda během pouhých 6 minut zjasnila o 4m, kdy v maximu byl zářivý výkon zjasnění asi 106 × vyšší než u běžné sluneční erupce. Dalším zajímavým případem je červený trpaslík Wolf 359 spektrální třídy M6, který je jednou z nejbližších hvězd. Nachází se ve vzdálenosti 7,8 světelného roku od Země. Na obloze se promítá do souhvězdí Lva, jeho jasnost však dosahuje pouhých 13,5m. Svítivý výkon objektu Wolf 359 totiž dosahuje pouhé tisíciny svítivosti naší mateřské hvězdy (Slunce). Poloměr tohoto červeného trpaslíka se odhaduje na 110 000 km, což je asi 16 % Rs. Povrchová teplota hvězdy Wolf 359 činí jen 2 800 K a hmotnost asi jen 9 % MS. Díky poměrně silnému magnetickému poli (asi 0,22 T) patří Wolf 359 mezi eruptivní proměnné hvězdy typu UV Ceti. Silné záblesky emitují nejen UV a rentgenové záření, ale dokonce gama záření, což by muselo způsobit naprostou sterilizaci případné planetární soustavy. Červení trpaslíci mohou patřit i do druhé skupiny proměnných hvězd, kterými jsou proměnné typu BY Draconis. Tyto proměnné hvězdy mají kvaziperiodické změny jasnosti s amplitudou okolo 0,5m a s proměnným tvarem světelné křivky. Periody těchto proměnných hvězd se pohybují v rozpětí hodin až po 120 dní. Předpokládá se, že za tyto změny jasnosti může diferenciální rotace hvězdy, resp. stav její fotosféry a chromosféry (neobyčejně velké sluneční skvrny). Spektrální a fyzické charakteristiky červených trpaslíků
Použité zdroje
|
