Ein roter Zwerg ist ein kleiner und relativ kühler Stern auf der Hauptfolge, entweder später K oder M geisterhafter Typ. Sie haben eine Masse weniger als halb mehr als das der Sonne (unten zu ungefähr 0.075 Sonnenmassen, unter denen Sterngegenstände braun sind, ragt über), und eine Oberflächentemperatur von weniger als 4,000 K. Rot ragt über sind bei weitem der allgemeinste Typ des Sterns in der Milchstraße mindestens in der Nachbarschaft der Sonne. Proxima Centauri, der nächste Stern zur Sonne, ist ein roter Zwerg (Typ M5, offenbarer Umfang 11.05), wie zwanzig der folgenden dreißig am nächsten sind. Jedoch, wegen ihrer niedrigen Lichtstärke, ragt individuelles Rot über kann nicht leicht beobachtet werden. Von der Erde ist niemand zum nackten Auge sichtbar.

Sternmodelle zeigen an, dass rot mit weniger als 35 % der Masse der Sonne überragt, sind völlig convective. Folglich wird das durch die thermonukleare Fusion von Wasserstoff erzeugte Helium ständig überall im Stern wiedergemischt, eine Zunahme am Kern vermeidend. Rot ragt über deshalb entwickeln sich sehr langsam, eine unveränderliche Lichtstärke und geisterhaften Typ für einige Hunderte von Milliarden von Jahren habend, bis ihr Brennstoff entleert wird. Wegen des verhältnismäßig kurzen Alters des Weltalls ragt kein Rot fortgeschrittener Entwicklungsstufen über bestehen im aktuellen Zeitalter.

Beschreibung und Eigenschaften

Rot ragt über sind sehr niedrige Massensterne. Folglich haben sie relativ niedrige Temperaturen in ihren Kernen, und Energie wird an einer langsamen Rate durch die Kernfusion von Wasserstoff in Helium durch den Kettenmechanismus des Protonenprotons (PP) erzeugt. Folglich strahlen diese Sterne wenig Licht manchmal so wenig aus wie 1/10,000. diese der Sonne. Sogar das größte Rot ragt über (zum Beispiel HD 179930, HÜFTE 12961 und Lacaille 8760) haben nur ungefähr 10 % der Lichtstärke der Sonne.

Im allgemeinen Rot ragt mit weniger als 35 % der Massentransportenergie der Sonne vom Kern bis die Oberfläche durch die Konvektion über. Konvektion kommt wegen der Undurchsichtigkeit des Interieurs vor, das eine hohe Speicherdichte im Vergleich zur Temperatur hat. Infolgedessen wird die Energieübertragung durch die Radiation vermindert, und stattdessen ist Konvektion die Hauptform des Energietransports zur Oberfläche des Sterns. Über dieser Masse ragt das Rot über wird ein Gebiet um ihren Kern haben, wo Konvektion nicht vorkommt.

Da roter später Typ überragt, sind völlig convective, Helium wächst am Kern und im Vergleich zu größeren Sternen wie die Sonne nicht an, sie können ein größeres Verhältnis ihres Wasserstoffs vor dem Verlassen der Hauptfolge verbrennen. Infolgedessen, rot ragt über haben Lebensspanne geschätzt, die länger ist als das gegenwärtige Alter des Weltalls, und Sterne mit weniger als 0.8 Sonnenmassen haben Zeit nicht gehabt, um die Hauptfolge zu verlassen. Je tiefer die Masse eines roten Zwergs, desto länger die Lebensspanne. Es wird geglaubt, dass die Lebensspanne dieser Sterne die Lebensspanne des erwarteten 10 Milliarden Jahres unserer Sonne durch die dritte oder vierte Macht des Verhältnisses ihrer Massen zur Sonnenmasse überschreitet; so kann ein roter Zwerg mit 0.1 Sonnenmasse fortsetzen, seit 10 Trillionen Jahren zu brennen. Da das Verhältnis von Wasserstoff in einem roten Zwerg verbraucht wird, fängt die Rate von Fusionsniedergängen und dem Kern an sich zusammenzuziehen. Die durch diese Größe-Verminderung erzeugte Gravitationsenergie wird in die Hitze umgewandelt, die überall im Stern durch die Konvektion getragen wird.

Die Tatsache, die rot überragt und andere Sterne der niedrigen Masse, bleibt auf der Hauptfolge, während massivere Sterne abgefahren sind, erlaubt die Hauptfolge dem Alter von Sterntrauben, durch die Entdeckung der Masse geschätzt zu werden, an der die Sterne die Hauptfolge abdrehen. Das stellt eine niedrigere, stellare, Altersgrenze zum Weltall zur Verfügung und erlaubt auch Bildungszeitskalen, auf die Strukturen innerhalb der Milchstraße-Milchstraße, nämlich der Galaktische Ring und die Galaktische Platte gelegt zu werden.

Ein Mysterium, das bezüglich 2009 nicht gelöst worden ist, ist die Abwesenheit von roten Zwergsternen ohne Metalle. (In der Astronomie ist ein Metall jedes Element, das schwerer ist als Wasserstoff oder Helium.) Sagt das Urknall-Modell voraus, dass die erste Generation von Sternen nur Wasserstoff, Helium haben, und Beträge von Lithium verfolgen sollte. Wenn solche Sterne rot eingeschlossen haben, ragt über, sie sollten noch heute erkennbar sein, aber niemand ist noch identifiziert worden. Die bevorzugte Erklärung besteht darin, dass ohne schwere Elemente nur groß und noch nicht beobachtete Bevölkerung sich III Sterne formen können, und diese schnell ausbrennen, schwere Elemente verlassend, die dann die Bildung des Rots berücksichtigen, ragt über. Alternative Erklärungen, wie die Idee, dass Nullmetallrot überragt, sind dunkel und konnten wenige in der Zahl sein, werden viel weniger wahrscheinlich betrachtet, weil sie scheinen, Sternevolutionsmodelle zu kollidieren.

Planeten

Viele rote Zwergsterne werden durch extrasolar Planeten umkreist, aber große jupiter-große Planeten sind verhältnismäßig selten. Überblicke von Doppler um ein großes Angebot an Sternen zeigen ungefähr an, dass jeder 6. Stern, der zweimal die Masse der Sonne hat, durch einen oder mehr jupiter-große Planeten, gegen 1 in 16 für einer Sonne ähnliche Sterne und nur 1 in 50 für die Klasse umkreist wird, die rote M überragt. Andererseits, microlensing Überblicke zeigen an, dass Planeten der Masse Neptuns des langen Zeitraumes gefunden werden, dass ungefähr 1 in 3 M überragt.

Beobachtungen mit HARFEN zeigen weiter an, dass 40 % von roten Zwergsternen einen "Supererd"-Klassenplaneten haben, der in der bewohnbaren Zone umkreist, wo flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten bestehen kann.

Mindestens sechs extrasolar Planeten wurden entdeckt, den roten Zwerg Gliese 581 zwischen 2005-2010 umkreisend. Ein Planet hat über die Masse Neptuns oder sechzehn Erdmassen. Es umkreist gerade 6 Millionen Kilometer (0.04 AU) von seinem Stern, und wird so geschätzt, eine Oberflächentemperatur von 150 °C trotz der Düsterheit des Sterns zu haben. 2006 wurde ein noch kleinerer extrasolar Planet (nur 5.5mal die Masse der Erde) gefunden, den roten Zwerg umkreisend, ÄUGELN 2005 BLG 390L LIEB; es liegt 390 Millionen km (2.6 AU) vom Stern und seiner Oberflächentemperatur sind −220 °C (56 K).

2007 wurde ein neuer, potenziell bewohnbarer extrasolar Planet, Gliese 581 c, gefunden, Gliese 581 umkreisend. Wenn die minimale Masse, die von seinen Entdeckern (eine Mannschaft geschätzt ist, die von Stephane Udry geführt ist), nämlich 5.36mal mehr als das der Erde, richtig ist, ist es der kleinste extrasolar Planet, der um einen Hauptfolge-Stern entdeckt bis heute und seitdem Gliese 581 d kreist, der auch potenziell bewohnbar ist, wurde entdeckt. (Es gibt kleinere Planeten, die um einen Neutronenstern bekannt sind, genannt PSR B1257+12.) Die Entdecker schätzen, dass sein Radius 1.5mal mehr als das der Erde ist.

Gliese sind 581 c und d innerhalb der bewohnbaren Zone des Gastgeber-Sterns, und sind zwei der wahrscheinlichsten Kandidaten für die Bewohnbarkeit jedes extrasolar Planeten entdeckt bis jetzt. Gliese 581 g, entdeckter September 2010, hat eine nah-kreisförmige Bahn in der Mitte der bewohnbaren Zone des Sterns. Jedoch wird um die Existenz des Planeten gekämpft.

Bewohnbarkeit

Die planetarische Bewohnbarkeit von roten Zwergsternsystemen ist etwas Debatte unterworfen. Trotz ihrer großen Zahlen und langer Lebensspanne gibt es mehrere Faktoren, die Leben schwierig auf Planeten um einen roten Zwergstern machen können. Erstens würden Planeten in der bewohnbaren Zone eines roten Zwergs so dem Elternteilstern nah sein, dass sie wahrscheinlich Gezeiten-geschlossen würden. Das würde bedeuten, dass eine Seite im fortwährenden Tageslicht und anderem in der ewigen Nacht sein würde. Das konnte enorme Temperaturschwankungen von einer Seite des Planeten zum anderen schaffen. Solche Bedingungen würden scheinen, es schwierig für Formen des Lebens ähnlich denjenigen auf der Erde zu machen, um sich zu entwickeln. Und es scheint, dass es ein großes Problem mit der Atmosphäre solcher Gezeiten-geschlossenen Planeten gibt: Die fortwährende Nachtzone würde kalt genug sein, um das Hauptbenzin ihrer Atmosphären einzufrieren, die Tageslicht-Zone nackt und trocken verlassend. Andererseits schlagen neue Theorien vor, dass entweder eine dicke Atmosphäre oder planetarischer Ozean Hitze um solch einen Planeten potenziell in Umlauf setzen konnten, oder Leben durch die Wanderung überleben konnte. Wechselweise kann ein Mond in der Bahn um einen riesigen Gasplaneten bewohnbar sein. Es würde das Gezeitenschloss-Problem durch das Werden Gezeiten-geschlossen zu seinem Planeten überlisten. Dieser Weg dort würde ein Zyklus des Tages/Nacht sein, weil der Mond seine Vorwahl umkreist hat, und es Vertrieb der Hitze geben würde.

Außerdem, rot ragt über strahlen den grössten Teil ihrer Radiation als Infrarotlicht aus, während auf Erdwerken Energie größtenteils im sichtbaren Spektrum verwenden. Rot ragt über strahlen fast kein ultraviolettes Licht aus, das ein Problem sein würde, soll diese Art des Lichtes, für das Leben erforderlich sein, zu bestehen. Die Veränderlichkeit in der Sternenergieproduktion kann auch negative Einflüsse auf Entwicklung des Lebens haben. Rot ragt über werden häufig durch starspots bedeckt, Sternproduktion durch nicht weniger als 40 % seit Monaten auf einmal reduzierend. In anderen Zeiten ragt ein Rot, genannt Aufflackern-Sterne über, kann riesige Aufflackern ausstrahlen, ihre Helligkeit in Minuten verdoppelnd. Diese Veränderlichkeit kann es auch schwierig für das Leben machen, sich zu entwickeln und in der Nähe von einem roten Zwergstern anzudauern. Gibor Basri der Universität Kaliforniens, Berkeley behauptet, dass ein Planet, der in der Nähe von einem roten Zwergstern umkreist, seine Atmosphäre behalten konnte, selbst wenn der Stern flackert.

Geisterhafte Standardsterne

Die geisterhaften Standards für Typ-Sterne M haben sich leider ein bisschen im Laufe der Jahre geändert, aber sich etwas seit dem Anfang der 1990er Jahre niedergelassen. Ein Teil davon ist auf Grund dessen, dass sogar die nächste M überragt, sind ziemlich schwach, und die Studie der Mitte - zur späten M ragt über hat sich nur in den letzten wenigen Jahrzehnten wegen der Evolution von astronomischen Techniken, von fotografischen Tellern bis Geräte des beladenen Paares (CCDs) zur infrarotempfindlichen Reihe entfernt.

Das revidierte Yerkes Atlas-System (Johnson & Morgan 1953) hat nur 2 M Typ geisterhafte Standardsterne verzeichnet: HD 147379 (M0 V)

und HD 95735/Lalande 21185 (M2 V). Während HD 147379 als kein Standard durch erfahrenen classifiers in späteren Kompendien von Standards betrachtet wurde, ist Lalande 21185 noch ein primärer Standard für M2 V. Robert Garrison verzeichnet keine "Anker"-Standards unter der M Zwergsterne, aber Lalande 21185 hat als ein M2 V Standard durch viele Kompendien überlebt. Die Rezension auf der MK Klassifikation durch Morgan & Keenan (1973) hat M Zwergstandards nicht enthalten. Mitte der 1970er Jahre wurde M Zwergstandardsterne von Keenan & McNeil (1976) und Boeshaar (1976) veröffentlicht, aber leider gab es wenig Abmachung unter den Standards. Da spätere kühlere Sterne im Laufe der 1980er Jahre identifiziert wurden, war es klar, dass eine Überholung der M Zwergstandards erforderlich war. In erster Linie auf die Standards von Boeshaar bauend, hat eine Gruppe an der Steward-Sternwarte (Kirkpatrick, Henry, & McCarthy 1991) die geisterhafte Folge von K5 V zu M9 V ausgefüllt. Es sind diese Typ M ragt Standardsterne über, die intakt als die Hauptstandards zum modernen Tag größtenteils überlebt haben. Es hat unwesentliche Änderungen in der M geisterhafte Zwergfolge seit 1991 gegeben. Zusätzliche M Zwergstandards wurde von Henry kompiliert u. a. (2002), und D. Kirkpatrick hat kürzlich

nachgeprüft die Klassifikation der M Zwergsterne und Standardsterne in der 2009-Monografie von Gray & Corbally. Die M geisterhafte primäre Zwergstandards ist: GJ 270 (M0 V), GJ 229A (M1 V), Lalande 21185 (M2 V), GJ 752A (M3 V), GJ 402 (M4 V), GJ 51 (M5 V), Wolf 359 (M6 V), Van Biesbroeck 8 (M7 V), VB 10 (M8 V), LHS 2924 (M9 V).

Siehe auch

• Aurelia und blauer Mond
• Blauer Zwerg (Rot-Zwergbühne)
• Erschütternder variabler Stern
• Sternklassifikation, Klasse M
• Diagramm von Hertzsprung-Russell
• Aufflackern-Stern
• Nemesis (hypothetischer Stern)
• Roter Riese
• Sternzählung, Sternüberblick
• Sternevolution
• Weißer Zwerg-
• Lichtstärke-Klassifikation von Yerkes

• Planet der Größe Neptuns, der allgemeine Sternhinweise an noch vielen umkreist

Links

• Variable Sterne
• Sternaufflackern - D. Montes, UCM.
• Rot ragt über
• Das rote Sternsteigen: Kleine, kühle Sterne können Krisenherde für das Leben - Wissenschaftlicher Amerikaner (November 2005) sein