Старые солнцеподобные звезды благоприятны для зарождения жизни на их планетах
Новости партнеров
Новое исследование, основанное на данных рентгеновских обсерваторий NASA «Chandra» и ESA «XMM-Newton», показало, что звезды, подобные Солнцу, и их менее массивные кузены успокаиваются неожиданно быстро после бурной молодости. Это имеет решающее значение для долговременной обитаемости планет, вращающихся вокруг таких звезд.
Из исследований солнечного рентгеновского излучения астрономы знают, что корона нагревается процессами, связанными с взаимодействием турбулентных движений и магнитных полей во внешних слоях звезды.
Высокие уровни магнитной активности могут создавать яркие рентгеновские лучи и ультрафиолетовый свет от звездных вспышек, а также инициировать выбросы вещества. Такое энергетическое излучение и извержения могут влиять на планеты и могут повредить или разрушить их атмосферы.
Поскольку звездные рентгеновские лучи отражают магнитную активность, рентгеновские наблюдения могут рассказать астрономам о высокоэнергетической среде вокруг светила.
В своей работе астрономы исследовали 24 звезды, которые имеют массы, схожие с солнечной, и возрасты в миллиард лет и старше. Наблюдаемое снижение яркости рентгеновских лучей означает быстрое снижение энергетической активности, что может способствовать формированию благоприятной среды для зарождения и эволюции жизни на любых орбитальных планетах.
«Это хорошая новость для обитаемости планет, вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце, потому что количество вредных рентгеновских лучей и ультрафиолетового излучения, поражающих эти миры, будет меньше, чем мы думали», – рассказывает Рахиль Бут, аспирант из Королевского университета в Белфасте (Великобритания, smapse.ru/catalog/country-2/program-33/).
Полученный результат отличается от других исследований солнцеподобных звезд с возрастом менее миллиарда лет. Новая работа показывает, что более старые звезды теряют активность гораздо быстрее, чем их младшие коллеги.
«Мы много слышали о неустойчивости менее массивных, чем Солнце, звезд, таких как TRAPPIST-1 и Проксима Центавра, и о том, как это плохо для атмосфер на их планетах», – добавила Катя Поппенхагер, соавтор исследования из Гарвардско-Смитсоновсклого центра астрофизики в Кембридже (США).
Чтобы понять, как быстро изменяется звездная магнитная активность, астрономы нуждаются в точном определении возраста светил. Это сложная задача, но новые методы, основанные на изучении пульсации звезд, позволили определять его с большей точностью.
Астрономы заметили, что большинство звезд очень активны в юности, так как быстро вращаются. По мере того, как звезда теряет энергию, она начинает замедляться, а уровень магнитной активности и связанное с ним рентгеновское излучение падает.
«Мы точно не знаем, почему старые звезды успокаиваются относительно быстро. Однако, этот процесс важен, так как однажды он уже привел к зарождению жизни – на нашей планете», – заключил Крис Уотсон, соавтор исследования из Королевского университета.
Источник
Солнечный аналог — Solar analog
Звезда солнечного типа , солнечные аналоги (также аналоги ) и солнечные близнецы — это звезды, которые особенно похожи на Солнце . Звездная классификация представляет собой иерархию с солнечной твин быть больше всего напоминает Солнце с последующим солнечным аналогом , а затем солнечным типом. Наблюдения за этими звездами важны для лучшего понимания свойств Солнца по отношению к другим звездам и обитаемости планет.
СОДЕРЖАНИЕ
По сходству с Солнцем
Определение трех категорий по их сходству с Солнцем отражает эволюцию методов астрономических наблюдений. Первоначально солнечный тип был наиболее близким к Солнцу. Позже более точные методы измерения и усовершенствованные обсерватории позволили повысить точность таких ключевых деталей, как температура, что позволило создать категорию солнечного аналога для звезд, которые были особенно похожи на Солнце. Позже постоянное улучшение точности позволило создать категорию солнечных близнецов для почти идеальных совпадений.
Сходство с Солнцем позволяет сравнивать производные величины, такие как температура, которая определяется по цветному индексу, с Солнцем, единственной звездой, температура которой достоверно известна. Для звезд, не похожих на Солнце, эту перекрестную проверку провести нельзя.
Солнечного типа
Эти звезды в целом похожи на Солнце. Это звезды главной последовательности с цветом B − V от 0,48 до 0,80, а у Солнца цвет B − V равен 0,65. В качестве альтернативы можно использовать определение, основанное на спектральном типе , например от F8V до K2V , что соответствует цвету B-V от 0,50 до 1,00. Это определение подходит примерно для 10% звезд, поэтому список звезд солнечного типа будет довольно обширным.
Звезды солнечного типа демонстрируют сильно коррелированное поведение между их скоростью вращения и их хромосферной активностью (например, излучение линий H и K кальция) и корональной активностью (например, рентгеновское излучение), потому что звезды солнечного типа вращаются во время их жизни на главной последовательности из-за магнитное торможение , эти корреляции позволяют определить приблизительный возраст. Мамажек и Хилленбранд (2008) оценили возраст 108 звезд солнечного типа (F8V – K2V) главной последовательности в пределах 52 световых лет (16 парсеков) от Солнца на основе их хромосферной активности (измеренной через Ca, H, и K эмиссионные линии).
В следующей таблице показан образец звезд солнечного типа в пределах 50 световых лет, которые почти удовлетворяют критериям для солнечных аналогов (цвет B − V от 0,48 до 0,80), основанный на текущих измерениях (Солнце указано для сравнения):
7
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) | Звездный класс | Температура (K) | Металличность (dex) | Возраст ( млрд лет ) | Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | — | — | 0,0000158 | G2V | 5778 | +0.00 | 4.6 | |
Альфа Центавра A | 15 ч 49 м 36.49400 с | −60 ° 50 ′ 02,3737 ″ | 4,37 | G2V | 5790 | +0,20 | 4.4 | |
Альфа Центавра B | 4,37 | K0V | 5260 | 4.4 | ||||
Тау Кита | 01 ч 44 м 04.1 с | −15 ° 56 ′ 15 ″ | 11,9 | G8V | 5344 | –0,52 | 5,8 | |
82 Эридана | 03 ч 19 м 55,7 с | −43 ° 04 ′ 11,2 ″ | 19,8 | G8V | 5338 | –0,54 | 6.1 | |
Дельта Павонис | 20 ч 08 м 43,6 с | −66 ° 10 ′ 55 ″ | 19,9 | G8IV | 5604 | +0,33 | ||
V538 Возничий | 05 ч 41 м 20,3 с | + 53 ° 28 ′ 51,8 ″ | 39,9 | K1V | 5257 | −0,20 | 3,7 | |
HD 14412 | 02 ч 18 м 58,5 с | −25 ° 56 ′ 45 ″ | 41,3 | G5V | 5432 | -0,46 | 9,6 | |
HR 4587 | 12 ч 00 м 44,3 с | −10 ° 26 ′ 45,7 ″ | 42,1 | G8IV | 5538 | 0,18 | 8,5 | |
HD 172051 | 18 ч 38 м 53,4 с | −21 ° 03 ′ 07 ″ | 42,7 | G5V | 5610 | -0,32 | 4.3 | |
72 Геркулес | 17 ч 20 м 39,6 с | + 32 ° 28 ′ 04 ″ | 46.9 | G0V | 5662 | -0,37 | 5 | |
HD 196761 | 20 ч 40 м 11,8 с | −23 ° 46 ′ 26 ″ | 46.9 | G8V | 5415 | -0,31 | 6,6 | |
Nu² Lupi | 15 ч 21 м 48,1 с | −48 ° 19 ′ 03 ″ | 47,5 | G4V | 5664 | -0,34 | 10,3 |
Солнечный аналог
Эти звезды фотометрически похожи на Солнце, обладая следующими качествами:
- Температура в пределах 500 К от солнечной (5278 до 6278 К)
- Металличность Солнца составляет 50–200% (± 0,3 dex ), что означает, что протопланетный диск звезды имел такое же количество пыли, из которой могли образоваться планеты.
- Нет близкого спутника (орбитальный период десять дней или меньше), потому что такой спутник стимулирует звездную активность.
Солнечные аналоги, не отвечающие более строгим критериям солнечных двойников, включают в себя в пределах 50 световых лет и в порядке увеличения расстояния (Солнце указано для сравнения):
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) | Звездный класс | Температура (K) | Металличность (dex) | Возраст ( млрд лет ) | Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | — | — | 0,0000158 | G2V | 5,778 | +0.00 | 4.6 | |
Сигма Драконис | 19 ч 32 м 21,6 с | + 69 ° 39 ′ 40 ″ | 18,8 | G9 – K0 V | 5 297 | −0,20 | 4,7 | |
Бета Canum Venaticorum | 12 ч 33 м 44,5 с | + 41 ° 21 ′ 27 ″ | 27,4 | G0V | 5 930 | −0,30 | 6.0 | |
61 Девственница | 13 ч 18 м 24,3 с | −18 ° 18 ′ 40 ″ | 27,8 | G5V | 5,558 | −0,02 | 6.3 | |
Зета Тукана | 00 ч 20 м 04,3 с | –64 ° 52 ′ 29 ″ | 28,0 | F9,5 В | 5 956 | -0,14 | 2,5 | |
Beta Comae Berenices | 13 ч 11 м 52,4 с | + 27 ° 52 ′ 41 ″ | 29,8 | G0V | 5 970 | -0,06 | 2.0 | |
61 Большая Медведица | 11 ч 41 м 03,0 с | + 34 ° 12 ′ 06 ″ | 31,1 | G8V | 5 483 | -0,12 | 1.0 | |
HR 511 | 01 ч 47 м 44,8 с | + 63 ° 51 ′ 09 ″ | 32,8 | K0V | 5 333 | +0,05 | 3.0 | |
Alpha Mensae | 06 ч 10 м 14,5 с | –74 ° 45 ′ 11 ″ | 33,1 | G5V | 5 594 | +0,10 | 5,4 | |
HD 69830 | 08 ч 18 м 23.9 с | −12 ° 37 ′ 56 ″ | 40,6 | K0V | 5 410 | -0,03 | 10,6 | |
HD 10307 | 01 ч 41 м 47.1 с | + 42 ° 36 ′ 48 ″ | 41,2 | G1.5V | 5 848 | -0,05 | 7.0 | |
HD 147513 | 16 ч 24 м 01,3 с | −39 ° 11 ′ 35 ″ | 42,0 | G1V | 5 858 | +0,03 | 0,4 | |
58 Эридана | 04 ч 47 м 36,3 с | −16 ° 56 ′ 04 ″ | 43,3 | G3V | 5 868 | +0,02 | 0,6 | |
47 Большая Медведица | 10 ч 59 м 28,0 с | + 40 ° 25 ′ 49 ″ | 45,9 | G1V | 5 954 | +0,06 | 6.0 | |
Пси Серпентис | 15 ч 44 м 01,8 с | + 02 ° 30 ′ 54,6 ″ | 47,8 | G5V | 5683 | 0,04 | 3,2 | |
HD 84117 | 09 ч 42 м 14,4 с | –23 ° 54 ′ 56 ″ | 48,5 | F8V | 6 167 | -0,03 | 3.1 | |
HD 4391 | 00 ч 45 м 45,6 с | –47 ° 33 ′ 07 ″ | 48,6 | G3V | 5 878 | -0,03 | 1.2 | |
20 Леонис Минорис | 10 ч 01 м 00,7 с | + 31 ° 55 ′ 25 ″ | 49,1 | G3V | 5741 | +0,20 | 6.5 | |
Nu Phoenicis | 01 ч 15 м 11,1 с | –45 ° 31 ′ 54 ″ | 49,3 | F8V | 6 140 | +0,18 | 5,7 | |
51 Пегас | 22 ч 57 м 28,0 с | + 20 ° 46 ′ 08 ″ | 50,9 | G2.5IVa | 5 804 | +0,20 | 7.0 |
Солнечный близнец
На сегодняшний день не обнаружено ни одного солнечного двойника, который бы точно соответствовал Солнцу. Однако есть некоторые звезды, которые очень близки к тому, чтобы быть идентичными Солнцу, и поэтому члены астрономического сообщества считают их солнечными близнецами. Точный солнечный двойник будет звездой G2V с температурой поверхности 5778K, возрастом 4,6 миллиарда лет, с правильной металличностью и вариацией солнечной светимости на 0,1% . Звезды с возрастом 4,6 миллиарда лет находятся в наиболее стабильном состоянии. Правильная металличность и размер также очень важны для малых вариаций яркости.
Звезды ниже больше похожи на Солнце и обладают следующими качествами:
- Температура в пределах 50 К от температуры Солнца (5728–5828 К) (в пределах 10 К от Солнца (5768–5788 К)).
- Металличность Солнца составляет 89–112% (± 0,05 dex ), что означает, что в звездном сплиде было почти точно такое же количество пыли для формирования планет.
- Нет звездного компаньона, потому что само Солнце — одинокая звезда.
- Возраст в пределах 1 миллиарда лет от возраста Солнца (от 3,6 до 5,6 млрд лет)
Ниже приведены известные звезды, которые ближе всего подходят к критериям солнечного двойника. Солнце указано для сравнения. Выделенные квадраты вне досягаемости для солнечного близнеца. Звезда, возможно, была отмечена как солнечный двойник в прошлом, но она больше похожа на солнечный аналог.
Некоторые другие звезды иногда упоминаются как кандидаты в солнечные близнецы, например: Beta Canum Venaticorum ; однако он имеет слишком низкую металличность (-0,21) для солнечного двойника. 16 Лебедь B иногда называют близнецом, но он является частью тройной звездной системы и очень стар для солнечного близнеца на 6,8 млрд лет. Двумя кандидатами на солнечные братья (схожий возраст, металличность и кинематика) являются Gaia DR2 1927143514955658880 и 1966383465746413568.
По потенциальной обитаемости
Другой способ определения солнечного двойника — это «хабстар» — звезда с качествами, которые считаются особенно гостеприимными для планеты земного типа. Рассматриваемые качества включают изменчивость, массу, возраст, металличность и близких спутников.
- Возраст не менее 3 миллиардов лет
- На главной последовательности
- Без переменных
- Способен укрывать планеты земной группы
- Поддерживать динамически стабильную жилую зону
- Нет звездной звезды-компаньона.
Требование, чтобы звезда оставалась на главной последовательности не менее 3 млрд лет назад, устанавливает верхний предел примерно в 1,5 массы Солнца, что соответствует самому горячему спектральному классу F1V . Такие звезды могут быть в 5,5 раз ярче Солнца.
Неизменяемость в идеале определяется как изменчивость менее 1%, но 3% — это практический предел из-за ограничений в имеющихся данных. Изменение освещенности в обитаемой зоне звезды из-за звезды-компаньона с эксцентрической орбитой также вызывает беспокойство.
Планеты земной группы в нескольких звездных системах, содержащих три или более звезд, вряд ли будут иметь стабильные орбиты в долгосрочной перспективе. Стабильные орбиты в двойных системах принимают одну из двух форм: орбиты S-типа (спутниковые или околозвездные) орбиты вокруг одной из звезд и орбиты P-типа (планетарные или околозвездные) вокруг всей двойной пары. Эксцентрические Юпитеры также могут нарушать орбиты планет в обитаемых зонах.
Металличность не менее 40% солнечной ([Fe / H] = -0,4) требуется для образования земной планеты земного типа. Высокая металличность сильно коррелирует с образованием горячих юпитеров , но это не абсолютные препятствия для жизни, поскольку некоторые газовые гиганты в конечном итоге сами находятся на орбите внутри обитаемой зоны и потенциально могут содержать спутники, похожие на Землю.
Одним из примеров такой звезды является HD 70642 , G5V, с температурой 5533K, но она намного моложе Солнца, возрастом 1,9 миллиарда лет.
Другим таким примером может быть HIP 11915 , имеющий планетную систему, содержащую подобную Юпитеру планету, вращающуюся на таком же расстоянии, что и планета Юпитер в Солнечной системе. Чтобы усилить сходство, звезда относится к классу G5V, имеет температуру 5750 К, массу и радиус, подобные Солнцу, и всего на 500 миллионов лет моложе Солнца. Таким образом, обитаемая зона будет простираться в той же области, что и зона в Солнечной системе, примерно на 1 а.е. Это позволило бы планете, похожей на Землю, существовать около 1 а.е.
Источник
➤Adblockdetector
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) | Звездный класс | Температура (K) | Металличность (dex) | Возраст ( млрд лет ) | Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | — | — | 0,0000158 | G2V | 5,778 | +0.00 | 4.6 | |
18 Скорпионов | 16 ч 15 м 37,3 с | –08 ° 22 ′ 06 ″ | 45,1 | G2Va | 5 433 | -0,03 | 2,9 | |
HD 150248 | 16 ч 41 м 49,8 с | –45 ° 22 ′ 07 ″ | 88 | G2 | 5750 | -0,04 | 6.2 | |
HD 164595 | 18 ч 00 м 38.9 с | + 29 ° 34 ′ 19 ″ | 91 | G2 | 5 810 | -0,06 | 4.5 | |
HD 195034 | 20 ч 28 м 11,8 с | + 22 ° 07 ′ 44 ″ | 92 | G5 | 5760 | -0,04 | 2,9 | |
HD 117939 | 13 ч 34 м 32,6 с | –38 ° 54 ′ 26 ″ | 98 | G3 | 5730 | -0,10 | 6.1 | |
HD 138573 | 15 ч 32 м 43,7 с | + 10 ° 58 ′ 06 ″ | 99 | G5IV – V | 5,757 | +0.00 | 7.1 | |
HD 71334 | 08 ч 25 м 49,5 с | −29 ° 55 ′ 50 ″ | 124 | G2 | 5 701 | -0,075 | 8.1 | |
HD 98649 | 11 ч 20 м 51.769 с | –23 ° 13 ′ 02 ″ | 135 | G4V | 5 759 | −0,02 | 2.3 | |
HD 143436 | 16 ч 00 м 18,8 с | + 00 ° 08 ′ 13 ″ | 141 | G0 | 5768 | +0.00 | 3.8 | |
HD 129357 | 14 ч 41 м 22,4 с | + 29 ° 03 ′ 32 ″ | 154 | G2V | 5749 | −0,02 | 8,2 | |
HD 133600 | 15 ч 05 м 13,2 с | + 06 ° 17 ′ 24 ″ | 171 | G0 | 5 808 | +0,02 | 6.3 | |
HIP 11915 | 02 ч 33 м 49.02 с | −19 ° 36 ′ 42,5 ″ | 190 | G5V | 5760 | –0,059 | 4.1 | |
HD 101364 | 11 ч 40 м 28,5 с | + 69 ° 00 ′ 31 ″ | 208 | G5V | 5795 | +0,02 | 7.1 | |
HD 197027 | 20 ч 41 м 54,6 с | –27 ° 12 ′ 57 ″ | 250 | G3V | 5723 | -0,013 | 8,2 | |
Кеплер-452 | 19 ч 44 м 00,89 с | + 44 ° 16 ′ 39,2 ″ | 1400 | G2V | 5,757 | +0,21 | 6.0 | |
YBP 1194 | 08 ч 51 м 00,8 с | + 11 ° 48 ′ 53 ″ | 2934 | G5V | 5780 | +0,023 |