Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Kalendář akcí | Napsat článek | Více…
Kontakty  Cookies  Ceník inzerce  RSS 
Treking.cz Hledat
Poslední aktualizace: 14.11.2018 , svátek má
Reklama
Treking > Vesmír > Červený trpaslík, eruptivní hvězda

Červený trpaslík, eruptivní hvězda

Nejpočetnější hvězdná třída ve vesmíru patřící k eruptivním stálicím

27.7.2014 | 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.

Hertzprungův-Russellův diagram

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 trpaslíka

Maximální 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 trpaslíka

Ve 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.

Hvězdy

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 vývoje

Za 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 života

V 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 hvězda

A 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).

Další typy trpasličích hvězd

Použité zdroje

Treking.cz - diskuze

Diskuse k tomuto článku

přidat názor


Spektrální a fyzické charakteristiky červených trpaslíků

Spektrální třída Hmotnost (MS) Poloměr (RS) Svítivost (LS) Teplota (K)
M0V 60 % 62 % 7,2 % 3 800
M1V 49 % 49 % 3,5 % 3 600
M2V 44 % 44 % 2,3 % 3 400
M3V 36 % 39 % 1,5 % 3 250
M4V 20 % 26 % 0,55 % 3 100
M5V 14 % 20 % 0,22 % 2 800
M6V 10 % 15 % 0,09 % 2 600
M7V 9 % 12 % 0,05 % 2 500
M8V 8 % 11 % 0,03 % 2 400
M9V 7,5 % 8 % 0,015 % 2 300

Ještěd Bosony Chata Arnika Zámek Hluboká Beskydy, ubytování Soumrak Kamenná chata Roháče, ubytování Choustník Helfenburk Venušiny misky Hukvaldy Elbrus, Kavkaz Afélium Chata Borišov Mohelenská hadcová step Bílé Karpaty, ubytování Spacáky Mont Blanc Neptun Rýchorská bouda Šútovský vodopád Cvilín Karlštejn Chata Šerlich Bouda Jelenka Ceres Jarní prázdniny Motýli Matterhorn Hrad Lichnice Děvičky Higgsův boson Pohorky Cirrus Softshell
Reklama

Z posledních článků vybíráme

12.10.2018 / Otakar Brandos
Trek · Kôprovský štít, Temnosmrečinská plesa a Tichá dolina - 3denní toulání na pomezí Vysokých a Západních Tater aneb s kamzíky v patách (2) / Fotogalerie k článku

Po poměrně chladné noci (v duchu si gratuluji, že jsem již s sebou vzal zimní spacák) konečně …

12.10.2018 / Otakar Brandos
Turistika · Víte kde v Nízkých Tatrách dávají lišky dobrou noc? Túra přes pomník Jana Švermy, Ďurkovou, Skalku na Žiarskou holi a Bosorky / Fotogalerie k článku

Nízké Tatry jsou druhým nejvyšším pohořím Slovenska. Jejich asi 80 kilometrů dlouhý hřeben …

8.10.2018 / Otakar Brandos
Trek · Kôprovský štít, Temnosmrečinská plesa a Tichá dolina - 3denní toulání na pomezí Vysokých a Západních Tater aneb s kamzíky v patách (1) / Fotogalerie k článku

Pomezí Východních a Západních Tater je jednou z oblastí, kde vám lištičky dávají dobrou noc. Nebo …

8.10.2018 / Ondřej Havelka
Cestování · Stopem napříč válčícím Súdánem (1): Z knihy Cesta k branám Damašku východní Afrikou

Už poslední kilometry před súdánskou hranicí z etiopské strany napovídají, že přijíždíme do jiného …

2.10.2018 / Otakar Brandos
Trek · Vrátna dolina v pohoří Malá Fatra (2): Vydařená dvoudenní túra přes Baraniarky, Chleb, Stoh, Velký Rozsutec a Boboty / Fotogalerie č. 1 / Fotogalerie č. 2 k článku

Slunce se pomalu blíží k obzoru a na obloze maluje přenádhernou podívanou. Na strmých skalních svazích …

2.10.2018 / Petr Erban
Turistika · Putování za Ötzim a výstup na Finailspitze a Similaun - jak se dostat do místa nálezu muže z ledu

Jak známo, Ötzi je 5 300 roků starý chlapík, který byl nalezen, jak leží zamrzlý v ledu ve …

1.10.2018 / Vesmír
Vesmír v jednom ohni: Téměř celá obloha září v čáře vodíku Lyman-alfa z raného vesmíru

Pozorování hlubokého vesmíru pomocí spektrografu MUSE a dalekohledu ESO/VLT odhalila …

1.10.2018 / Ubytování
Kamenná chata na Chopku neboli Kamienka (aktualizace)

Pozor na změnu provozní doby od …

1.10.2018 / Daniel Vlach
Turistika · Kovářova rokle; Broumovské stěny a nejkrásnější turistické trasy

V sobotní dopoledne bylo konečně volno, tak jsme se s dětmi rozhodli, že vyrazíme někam do …

21.9.2018 / Petr Krčmář
Alpinismus · Výstup na Kazbek; pohled z vrcholu jedné z osmi kavkazských pětitisícovek

25.8. v půl páté ráno dosedá letadlo na dráhu v Tbilisi. Bereme nechutně těžké bágly a sune …

17.9.2018 / Otakar Brandos
Testy · Čelovka HL40R: Redakční test (recenze) nabíjecí zoomovací čelovky Fenix HL40R

Čelovka HL40R je další povedený člen z rodiny čelovek firmy Fenix, které se vyznačují vysokým dosvitem …

Reklama, turistické trasy a výlety podle pohoří
Beskydy | Bílé Karpaty | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Svitavská pahorkatina | Šluknovská pahorkatina | Šumava | Švihovská vrchovina | Vizovická vrchovina | Vlašimská pahorkatina | Vsetínské vrchy | Východolabská tabule | Zábřežská vrchovina | Zlatohorská vrchovina | Ždánický les | Železné hory | Žulovská pahorkatina | Branisko | Bukovské vrchy | Burda | Cerová vrchovina | Čergov | Čierna hora | Chočské vrchy | Kremnické vrchy | Krupinská planina | Kysucké Beskydy | Laborecká vrchovina | Levočské vrchy | Ľubovnianska vrchovina | Malá Fatra | Malé Karpaty | Muránska planina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Súlovské skály | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Záhorie | Zemplínské vrchy
Home Page | Časopis | Průvodce | Ceník inzerce | Soutěže | Seznamka | Kalendář akcí | Outdoor testy | Horské chaty | Fotogalerie | Archiv
Treky, turistika | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Vesmír, astronomie | Turistická mapa online | Spolupracujeme
TOPlist