红矮星
红矮星，也就是M型主序星（MV），根据赫罗图，“红矮星”在众多处于主序阶段的恒星当中，其大小及温度均相对较小和低，在光谱分类方面属于M型。其温度通常为2400K至3500K。[1]红矮星在宇宙中的占比略多于70%，质量在0.079倍—0.6倍太阳质量。[2]
特征[编辑]
红矮星占恒星比例中的较多数。大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分之一，表面温度也低于3,500 K。释出的光也比太阳弱得多，有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢，因此它们也拥有较长的寿命。质量低于0.35太阳质量的红矮星会有充分的对流（受金属丰度影响，金属丰度高会大量吸收光子、于是恒星内部温度扩散更困难反而加剧温差导致更容易触发对流，从而提高质量下限，极高金属丰度下0.37~0.4倍太阳质量也能完全对流[3][4]），氦元素会在恒星内部均匀分布，而不会在核心累积，因此红矮星不会膨胀成红巨星，而是会转变成蓝矮星，直至氢气耗尽时变成白矮星。它们保持稳定的光度和光谱的寿命在数百亿年至十几万亿年，由于现在宇宙的年龄有限，还没有红矮星发展到之后的阶段。[5][6][7]
此外人们又发现，不含“金属[注 1]”的红矮星只占很少的一部分，而根据“大爆炸”理论的预测，第一代恒星应只拥有氢、氦及锂元素，如果这些早期恒星包括红矮星，那么这些“纯正”的红矮星至今理应能继续观测得到，然而事实却不然，含有“金属”的恒星占了红矮星的大多数。因此在宇宙形成时，能发光的第一代恒星定拥有超高质量，因为它们极短的寿命在经过超新星爆发后，重元素得以产生，成为形成低质量恒星基本的构成。
宇宙众多恒星中，大约73%左右为红矮星，占了大多数，是宇宙中最常见的星体。[8] 在银河系中红矮星也是大多数，离太阳最近的65颗恒星中有50颗是红矮星。[9]例如离太阳最近的恒星，半人马座的南门二比邻星，便是一颗红矮星，其光谱分类为M5，视星等11.0。
行星系统[编辑]
至2005年，人们首度在红矮星身上，发现有太阳系外行星围绕旋转，第一颗行星的质量与海王星差不多，日距约为600万公里（0.04天文单位），其表面温度约为摄氏150°C。2006年，人们又发现一颗与土星差不多的行星绕着另一颗红矮星旋转，这颗行星的日距为3.9亿公里（2.6天文单位），表面温度为摄氏零下220°C。
红矮星从M3V（约0.3倍至约0.35倍太阳质量）开始，辐射层开始彻底消失，变成完全对流的结构，耀斑活动在所有恒星光谱中最为剧烈（就耀斑活动本身而言是M3V至M6V最为严重，M7V至M9V在等距离下程度稍轻但宜居带距离更近从而实际破坏性可能更大，从K型主序星末段一直到M2V、少数M3V则属于辐射层逐渐消失而耀斑逐渐增强的过渡状态），只要磁场不稳定就迅速对外界输出强烈的紫外辐射和X射线，一旦爆发超大闪焰，威力最严重时，等距离下是太阳的10多倍至300多倍，再考虑上宜居带的距离比太阳的宜居带近得多，最极端情况下是太阳的宜居带的17万倍以上（例如著名的TRAPPIST-1，光谱为M8V）[10][11][12][13][14][15][16]；若行星无强大磁场保护，即使有大气层也会被吹散；红矮星的宜居带的恒星风也比B、A、F、G、K型主序星都要严重，几乎和超大质量恒星相当的破坏性水平[17][18][19][20]。再加上潮汐锁定造成永昼跟永夜[20]，纵然换作稳定的已经有一定年龄的红矮星，大气层仍可能从行星永昼面高温消耗掉[21][20]。此外21世纪的一些新研究强调孕育生命的恒星的可见光宜居带与紫外光宜居带必须重合，即使是K型主序星也只有少数勉强符合要求，红矮星则更不用说[22][23]。所以尽管红矮星的寿命极长，但其宜居性争议很大，可以不完全排除少数相对温和的早M型主序星（部分K型主序星和少数早M型红矮星在有利情况下，可以依靠正好适中的耀斑活动额外增加紫外辐射，使得紫外宜居带外延至与可见光宜居带重合）。[22][23]
离太阳最近的红矮星[编辑]
半人马座南门二比邻星：为三合星系统，主星为G型主序星半人马座α星A，第二颗为K型主序星半人马座α星B，第三颗恒星，也就是比邻星，为一颗M型红矮星，目前发现有行星围绕着比邻星，比邻星b，该行星位于红矮星比邻星适居带内，距离地球4.2光年，是距离太阳最近的恒星系。
巴纳德星：是一颗质量非常小的红矮星，该恒星为英国天文学家爱德华·爱默生·巴纳德于1916年发现的，有一颗行星围绕着巴纳德星，巴纳德星b，该行星为一颗超级地球，距离地球约6光年。
沃夫359：一颗很小且黯淡的红矮星，距离太阳7.7光年。
拉兰德21185：距离地球约8.2光年，周围可能有行星。
罗斯248：是一个移动中的红矮星，它一直往太阳方向移动，约38000年后会比比邻星更靠近太阳。
比邻星：位于半人马座，是半人马座α三合星的第三颗星，依拜耳命名法也称为半人马座α星C，是距离太阳最近的一颗恒星（4.22光年），恒星分类属于红矮星。
参见[编辑]
引用[编辑]
- ↑ Carroll, B. W., & Ostlie, D. A. An Introduction to Modern Astrophysics (2nd Ed.). Cambridge University Press, 2017.
- ↑ Ledrew, Glenn. The Real Starry Sky. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. February 2001, 95: 32. Bibcode:2001JRASC..95...32L.
- ↑ Feiden, G.A., Skidmore, K., & Jao, W. (2020). Gaia Gaps and the Physics of Low-mass Stars. I. The Fully Convective Boundary. The Astrophysical Journal, 907.
- ↑ Luhman, K.L. (2012). The Formation and Early Evolution of Low-Mass Stars and Brown Dwarfs. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 50, 65-106.
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- ↑ Adams F. C., Graves G. J. M., Laughlin G. Red Dwarfs and the End of the Main Sequence // Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica. — Mexico: Universidad Nacional Autónoma de México, 2004. — Vol. 22. — P. 46—49. — ISSN 0185-1101.
- ↑ 宇宙中超3/4恒星均为红矮星 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 科学网, 2014-03-06 09:39:11
- ↑ 临近恒星列表
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备注[编辑]
- ↑ 在天文学里，“金属”是指氢和氦以外的重元素
