Rote Zwerge: Die häufigsten und langlebigsten Sterne

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Das Konzept des Künstlers zeigt DG CVn – ein binäres System, das aus zwei roten Zwergsternen besteht – und entfesselt eine Reihe starker Fackeln, die von der NASA-Raumsonde Swift am 23. (Bildnachweis: 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 trägt dazu bei, ihre Lebensdauer zu verlängern, die weit über der der Sonne liegt.



Wissenschaftler gehen davon aus, dass 20 der 30 erdnahen Sterne rote Zwerge sind. Der sonnennächste Stern, Proxima Centauri, ist a roter Zwerg .

Der Begriff „Roter Zwerg“ bezieht sich nicht auf eine einzelne Sternart. Es wird häufig auf die kühlsten Objekte angewendet, darunter K- und M-Zwerge – die echte Sterne sind – und Braune Zwerge, die oft als „fehlgeschlagene Sterne“ bezeichnet werden, weil sie in ihren Kernen keine Wasserstofffusion aufrechterhalten.



'Es gibt keine wahre Definition von Roten Zwergen', sagte der Astronom Michaël Gillon von der Universität Lüttich in Belgien gegenüber demokratija.eu per E-Mail. Gillon, der stellare Objekte am kühleren Ende des Spektrums untersucht, war Teil des Teams, das den ultracoolen Stern identifizierte TRAPPIST-1 . Roter Zwerg „bezieht sich im Allgemeinen auf Zwergsterne mit einem Spektraltyp von K5V bis M5V“, sagte Gillon.

Bildung und Eigenschaften

Rote Zwerge bilden sich wie andere Hauptreihensterne . Zuerst 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 Verschmelzung.

Rote Zwerge sind die kleinsten Sterne, die zwischen 7,5% und 50% der Sonnenmasse wiegen. Ihre reduzierte Größe bedeutet, dass sie bei einer niedrigeren Temperatur brennen und nur 3.500 Grad Celsius erreichen. Die Sonne hat im Vergleich dazu a Temperatur von 9.900 F (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 ihren Wasserstoffvorrat weniger schnell verbrennen. Während andere, massereichere Sterne nur den Wasserstoff in ihrem Kern durchbrennen, bevor sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, verbrauchen Rote Zwerge ihren gesamten Wasserstoff innerhalb und außerhalb ihres Kerns. Dies dehnt die Lebenszeit der Roten Zwerge auf Billionen von Jahren aus; weit über die 10-Milliarden-Jahres-Lebensdauer sonnenähnlicher Sterne hinaus.

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In der Konzeption dieses Künstlers wirbeln Gas und Staub um einen jungen Stern. Schließlich sollte dieses Material durch Gravitationsakkretion Planeten bilden.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)



Rote Zwerge klassifizieren

Wissenschaftler haben gelegentlich Schwierigkeiten, einen roten Zwergstern von einem braunen Zwerg zu unterscheiden. Braune Zwerge sind kühl und dunkel und bilden sich wahrscheinlich genauso wie rote Zwerge, aber Braune Zwerge erreichen nie den Punkt der Verschmelzung, weil sie zu klein sind und daher nicht als Sterne angesehen 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“, sagt Adam Burgasser, Astronom an der University of California. San Diego.

Um herauszufinden, ob es sich bei einem Himmelsobjekt um einen Braunen oder einen Roten Zwerg handelt, messen Wissenschaftler die Temperatur der Atmosphäre des Objekts. Fusionsfreie Braune Zwerge sind kühler als 2.000 Kelvin (3.140 F oder 1.727 C), während wasserstoffverschmelzende 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 vor sich geht. 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.

Wissenschaftler können jedoch immer noch den Begriff Roter Zwerg verwenden, um zu beschreiben, wie ein Himmelsobjekt aussieht – klein und dunkel – selbst wenn das Objekt tatsächlich ein Brauner Zwerg ist, sagte Burgasser.

Braune Zwerge mischen Merkmale von Sternen und Planeten, aber sie sind ihre eigenen einzigartigen Wesen. Dieser Künstler

Braune Zwerge mischen Merkmale von Sternen und Planeten, aber sie sind ihre eigenen einzigartigen Wesen. Die Illustration dieses Künstlers zeigt den Braunen Zwerg 2MASSJ22282889-431026, den die NASA-Weltraumteleskope Spitzer und Hubble gleichzeitig beobachteten.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Eine Vielzahl bewohnbarer Planeten?

Planeten entstehen aus dem Material, das in einer Scheibe übrig bleibt, nachdem ihr Stern erschaffen wurde. Viele Rote Zwerge wurden mit Planeten um sie herum gefunden, obwohl riesige 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 könnten, was Rote Zwerge zu einem beliebten Ziel für die Planetenjagd macht. NASAs Weltraumteleskop Kepler (der zwischen 2009 und 2018 in Betrieb war) und Transiting Exoplanet Survey Satellite oder TESS (der 2018 in Betrieb genommen wurde) haben viele Rote Zwergsterne auf mögliche erdähnliche Planeten untersucht.

Da sich die von TESS untersuchten Planeten in der Nähe heller Sterne befinden, die tendenziell nahe an der Erde sind, ist es für Bodenteleskope einfacher, die Beobachtungen zu verfolgen. Im April 2019 gaben TESS-Ermittler bekannt, dass sie fanden den ersten erdgroßen Planeten ihrer Mission , obwohl seine Bedingungen für das Leben, wie wir es kennen, nicht ideal sind.

Lange Zeit hielten Wissenschaftler Rote Zwerge 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 lag, was die Planeten in die Reichweite der schädlichen Strahlung des Sterns brachte. Andere Planeten können durch Gezeiten mit dem Stern verbunden sein, wobei eine Seite ständig der Sonne zugewandt ist, wodurch eine Seite zu warm und die andere zu kalt wird.

Im Jahr 2016 wurde ein potenziell bewohnbarer Planet gefunden, der Proxima Centauri (den nächsten Stern der Erde) umkreist. Und 2019 kündigten Astronomen die Möglichkeit eines zweiten Planeten an, der weit außerhalb der bewohnbaren Zone des Sterns kreist. Mindestens sieben erdgroße Planeten umkreisen den Roten Zwerg TRAPPIST-1 , und viele Studien deuten darauf hin Zumindest einige dieser Planeten könnten Leben beherbergen .

Die Konzeption dieses Künstlers zeigt einen hypothetischen bewohnbaren Planeten mit zwei Monden, die einen roten Zwergstern umkreisen. Astronomen haben herausgefunden, dass 6 Prozent aller Roten Zwergsterne einen erdgroßen Planeten in der bewohnbaren Zone haben, der warm genug für flüssiges Wasser auf der Planetenoberfläche ist. Da rote Zwergsterne so häufig sind, sollte der nächste erdähnliche Planet statistisch nur 13 Lichtjahre entfernt sein. Bild hinzugefügt am 6. Februar 2013.

Die Konzeption dieses Künstlers zeigt einen hypothetischen bewohnbaren Planeten mit zwei Monden, die einen roten Zwergstern umkreisen. Astronomen haben herausgefunden, dass 6 Prozent aller Roten Zwergsterne einen erdgroßen Planeten in der bewohnbaren Zone haben, der warm genug für flüssiges Wasser auf der Planetenoberfläche ist. Da rote Zwergsterne so häufig sind, sollte der nächste erdähnliche Planet statistisch nur 13 Lichtjahre entfernt sein.(Bildnachweis: David A. Aguilar (CfA))

Das Ende der Linie

Winzige Rote Zwerge haben vielleicht eine längere Lebensdauer, aber wie alle anderen Sterne werden sie irgendwann ihren Treibstoffvorrat verbrennen. Wenn sie dies tun, werden die Roten Zwerge zu Weißen Zwergen – tote Sterne, die in ihrem Kern nicht mehr fusionieren. Schließlich strahlen die Weißen Zwerge ihre ganze Wärme ab und werden zu Schwarzen Zwergen.

Aber im Gegensatz zur Sonne, die in wenigen Milliarden Jahren zu einem Weißen Zwerg werden wird, brauchen Rote Zwerge Billionen von Jahren, um ihren Brennstoff zu verbrennen. Dies ist deutlich länger als das Alter des Universums, das weniger als 14 Milliarden Jahre alt ist. Rote Zwerge mögen ein bisschen düster sein, aber wie die Schildkröte gewinnen sie langsam aber sicher das Überlebensrennen.

Zusätzliche Ressourcen:

Dieser Artikel wurde am 6. Juni 2019 von der demokratija.eu-Mitarbeiterin Elizabeth Howell aktualisiert.