Solární analog - Solar analog

„Solární dvojčata“ přeadresuje tady. Pro hudební skupinu, viz Solar Twins (skupina) . Pro hvězdu, která pravděpodobně pocházela ze stejné hvězdné školky jako Slunce, viz sluneční sourozenec .
Tato ilustrace porovnává poněkud větší a žhavější Slunce (vlevo) s relativně neaktivní hvězdou Tau Ceti.

Hvězda slunečního typu , sluneční analogy (také analogy ) a solární dvojčata jsou hvězdy, které jsou obzvláště podobné Slunci . Spektrální klasifikace je hierarchie se solárním dvojče být nejvíce jako slunce následuje sluneční analogových a pak slunečního typu. Pozorování těchto hvězd je důležité pro lepší porozumění vlastnostem Slunce ve vztahu k jiným hvězdám a obyvatelnosti planet.

Podobností se Sluncem

Definování tří kategorií podle jejich podobnosti se Sluncem odráží vývoj astronomických pozorovacích technik. Původně byl sluneční typ nejbližší tomu, co lze definovat podobnost se Sluncem. Později přesnější měřicí techniky a vylepšené observatoře umožnily větší přesnost klíčových detailů, jako je teplota, což umožnilo vytvoření kategorie slunečních analogů pro hvězdy, které byly obzvláště podobné Slunci. Později však pokračující zlepšování přesnosti umožňovalo vytvoření kategorie solárních dvojčat pro téměř dokonalé shody.

Podobnost se Sluncem umožňuje kontrolu odvozených veličin - například teploty, která je odvozena z barevného indexu - proti Slunci, jediné hvězdě, jejíž teplota je spolehlivě známá. U hvězd, které nejsou podobné Slunci, nelze tuto křížovou kontrolu provést.

Solárního typu

Slunce (vlevo) ve srovnání s podobným, ale o něco menším a méně aktivním Tau Ceti (vpravo)

Tyto hvězdy jsou zhruba podobné Slunci. Jsou to hvězdy hlavní posloupnosti s barvou B − V mezi 0,48 a 0,80, přičemž Slunce má barvu B − V 0,65. Alternativně se definice na základě spektrálního typu mohou být použity, jako je například F8V přes K2V , což by odpovídalo B-V barvu 0,50 do 1,00. Tato definice odpovídá přibližně 10% hvězd, takže seznam hvězd slunečního typu by byl poměrně rozsáhlý.

Hvězdy slunečního typu vykazují vysoce korelované chování mezi jejich rychlostí otáčení a jejich chromosférickou aktivitou (např. Emise Calcium H & K line) a koronální aktivitou (např. Emise rentgenového záření) Protože hvězdy slunečního typu se během svých životů v hlavní sekvenci otáčejí dolů magnetické brzdění , tyto korelace umožňují odvodit hrubé věky. Mamajek & Hillenbrand (2008) odhadli stáří hvězd hlavní sekvence 108 slunečního typu (F8V – K2V) do 52 světelných let (16 parseků) od Slunce na základě jejich chromosférické aktivity (měřeno pomocí Ca, H, a K emisní linky).

Následující tabulka ukazuje vzorek hvězd slunečního typu do 50 světelných let, které téměř splňují kritéria pro sluneční analogy (barva B-V mezi 0,48 a 0,80), na základě aktuálních měření (pro srovnání je uvedeno Slunce):

Ukázka hvězd slunečního typu
Identifikátor Souřadnice J2000 Vzdálenost
(ly) 		Hvězdná
třída 		Teplota
(K) 		Metallicity
(dex) 		Věk
( Gyr ) 		Poznámky
Pravý vzestup Deklinace
slunce - - 0,0000158 G2V 5778 +0,00 4.6
Alpha Centauri A  15 h 49 m 36,49400 s -60 ° 50 '02,3737' ' 4.37 G2V 5790 +0,20 4.4
Alpha Centauri B 4.37 K0V 5260 4.4
Epsilon Eridani  -09 h 27 m 29,7 s 03 ° 32 ′ 55,8 ″ 10.4 K2V 5084 -0,13 400-800
Tau Ceti  01 h 44 m 04,1 s −15 ° 56 ′ 15 ″ 11.9 G8V 5344 –0,52 5.8
82 Eridani  03 h 19 m 55,7 s -43 ° 04 '11,2' ' 19.8 G8V 5338 –0,54 6.1
Delta Pavonis  20 h 08 m 43,6 s −66 ° 10 ′ 55 ″ 19.9 G8IV 5604 +0,33 ~ 7
V538 Aurigae  05 h 41 m 20,3 s +53 ° 28 ′ 51,8 ″ 39,9 K1V 5257 −0,20 3.7
HD 14412  02 h 18 m 58,5 s −25 ° 56 ′ 45 ″ 41,3 G5V 5432 -0,46 9.6
HR 4587  12 h 00 m 44,3 s -10 ° 26 '45,7' ' 42,1 G8IV 5538 0,18 8.5
HD 172051  18 h 38 m 53,4 s −21 ° 03 ′ 07 ″ 42,7 G5V 5610 −0,32 4.3
72 Herculis  17 h 20 m 39,6 s +32 ° 28 ′ 04 ″ 46,9 G0V 5662 -0,37 5
HD 196761  20 h 40 m 11,8 s −23 ° 46 ′ 26 ″ 46,9 G8V 5415 −0,31 6.6
Nu² Lupi  15 h 21 m 48,1 s −48 ° 19 ′ 03 ″ 47,5 G4V 5664 −0,34 10.3

Solární analog

Tyto hvězdy jsou fotometricky podobné Slunci a mají následující vlastnosti:

  • Teplota do 500 K od teploty Slunce (5278 až 6278 K)
  • Metallicita 50–200% (± 0,3 dex ) Slunce, což znamená, že protoplanetární disk hvězdy by měl podobné množství prachu, ze kterého by mohly vzniknout planety
  • Žádný blízký společník (oběžná doba deset dní nebo méně), protože takový společník stimuluje hvězdnou aktivitu

Solární analogy, které nesplňují přísnější kritéria solárních dvojčat, zahrnují do 50 světelných let a podle rostoucí vzdálenosti (pro srovnání je uvedeno Slunce):

Identifikátor Souřadnice J2000 Vzdálenost
(ly) 		Hvězdná
třída 		Teplota
(K) 		Metallicity
(dex) 		Věk
( Gyr ) 		Poznámky
Pravý vzestup Deklinace
slunce - - 0,0000158 G2V 5,778 +0,00 4.6
Sigma Draconis  19 h 32 m 21,6 s +69 ° 39 ′ 40 ″ 18.8 G9 – K0 V 5 297 −0,20 4.7
Beta Canum Venaticorum  12 h 33 m 44,5 s +41 ° 21 ′ 27 ″ 27.4 G0V 5 930 −0,30 6.0
61 Virginis  13 h 18 m 24,3 s −18 ° 18 ′ 40 ″ 27.8 G5V 5558 −0,02 6.3
Zeta Tucanae  00 h 20 m 04,3 s –64 ° 52 ′ 29 ″ 28.0 F9,5V 5,956 −0,14 2.5
Beta Comae Berenices  13 h 11 m 52,4 s +27 ° 52 ′ 41 ″ 29.8 G0V 5 970 −0,06 2.0
61 Ursae Majoris  11 h 41 m 03,0 s +34 ° 12 ′ 06 ″ 31.1 G8V 5 483 −0,12 1,0
HR 511  01 h 47 m 44,8 s +63 ° 51 ′ 09 ″ 32,8 K0V 5333 +0,05 3,0
Alpha Mensae  06 h 10 m 14,5 s –74 ° 45 ′ 11 ″ 33,1 G5V 5594 +0,10 5.4
HD 69830  08 h 18 m 23,9 s -12 ° 37 '56' ' 40,6 K0V 5 410 −0,03 10.6
HD 10307  01 h 41 m 47,1 s +42 ° 36 ′ 48 ″ 41.2 G1,5V 5,848 −0,05 7.0
HD 147513  16 h 24 m 01,3 s -39 ° 11 '35' ' 42,0 G1V 5 858 +0,03 0,4
58 Eridani  04 h 47 m 36,3 s −16 ° 56 ′ 04 ″ 43,3 G3V 5,868 +0,02 0,6
47 Ursae Majoris  10 h 59 m 28,0 s +40 ° 25 ′ 49 ″ 45,9 G1V 5,954 +0,06 6.0
Psi Serpentis  15 h 44 m 01,8 s +02 ° 30 ′ 54,6 ″ 47,8 G5V 5 683 0,04 3.2
HD 84117  09 h 42 m 14,4 s –23 ° 54 ′ 56 ″ 48,5 F8V 6,167 −0,03 3.1
HD 4391  00 h 45 m 45,6 s –47 ° 33 ′ 07 ″ 48,6 G3V 5,878 −0,03 1.2
20 Leonis Minoris  10 h 01 m 00,7 s +31 ° 55 ′ 25 ″ 49,1 G3V 5,741 +0,20 6.5
Nu Phoenicis  01 h 15 m 11,1 s –45 ° 31 ′ 54 ″ 49,3 F8V 6,140 +0,18 5.7
51 Pegasi  22 h 57 m 28,0 s +20 ° 46 ′ 08 ″ 50,9 G2.5IVa 5,804 +0,20 7.0

Solární dvojče

Doposud nebylo nalezeno žádné sluneční dvojče, které by přesně odpovídalo Slunci. Existují však některé hvězdy, které se velmi podobají Slunci, a jsou členy astronomické komunity považovány za sluneční dvojčata. Přesným solárním dvojčetem by byla hvězda G2V s povrchovou teplotou 5778 K, stáří 4,6 miliardy let, se správnou kovovostí a 0,1% variací sluneční svítivosti . Hvězdy se stářím 4,6 miliardy let jsou v nejstabilnějším stavu. Správná kovovost a velikost jsou také velmi důležité pro kolísání nízké svítivosti.

Morgan-Keenan spektrální klasifikace hvězd. Nejběžnějším typem hvězd ve vesmíru jsou M-trpaslíci, 76%. Slunce je 4,6 miliardy let stará hvězda třídy G (G2V) a je hmotnější než 95% všech hvězd. Pouze 7,6% jsou hvězdy třídy G.

Hvězdy níže jsou více podobné Slunci a mají následující vlastnosti:

  • Teplota do 50 K od teploty Slunce (5728 až 5828 K) (do 10 K od Slunce (5768–5788 K)).
  • Metallicity o 89-112% (± 0,05 ind ) ze které Slunce, což znamená, že hvězdy proplyd by měl téměř přesně stejné množství prachu pro formování planet
  • Žádný hvězdný společník, protože samotné Slunce je osamělá hvězda
  • Věk do 1 miliardy let od Slunce (3,6 až 5,6 Ga)

Níže jsou uvedeny známé hvězdy, které se nejvíce blíží splnění kritérií pro sluneční dvojče. Slunce je uvedeno pro srovnání. Zvýrazněné boxy jsou mimo dosah solárního dvojčete. Hvězda mohla být v minulosti označována jako sluneční dvojče, ale jsou spíše slunečním analogem.

Identifikátor Souřadnice J2000 Vzdálenost
(ly) 		Hvězdná
třída 		Teplota
(K) 		Metallicity
(dex) 		Věk
( Gyr ) 		Poznámky
Pravý vzestup Deklinace
slunce - - 0,0000158 G2V 5,778 +0,00 4.6
18 Štírů  16 h 15 m 37,3 s –08 ° 22 ′ 06 ″ 45,1 G2Va 5 433 −0,03 2.9
HD 150248  16 h 41 m 49,8 s –45 ° 22 ′ 07 ″ 88 G2 5 750 -0,04 6.2
HD 164595  18 h 00 m 38,9 s +29 ° 34 ′ 19 ″ 91 G2 5 810 −0,06 4.5
HD 195034  20 h 28 m 11,8 s +22 ° 07 ′ 44 ″ 92 G5 5 760 -0,04 2.9
HD 117939  13 h 34 m 32,6 s –38 ° 54 ′ 26 ″ 98 G3 5 730 −0,10 6.1
HD 138573  15 h 32 m 43,7 s +10 ° 58 ′ 06 ″ 99 G5IV – V 5 757 +0,00 7.1
HD 71334  08 h 25 m 49,5 s −29 ° 55 ′ 50 ″ 124 G2 5 701 -0,075 8.1
HD 98649  11 h 20 m 51,769 s –23 ° 13 ′ 02 ″ 135 G4V 5 759 −0,02 2.3
HD 143436  16 h 00 m 18,8 s +00 ° 08 ′ 13 ″ 141 G0 5 768 +0,00 3.8
HD 129357  14 h 41 m 22,4 s +29 ° 03 '32' ' 154 G2V 5,749 −0,02 8.2
HD 133600  15 h 05 m 13,2 s +06 ° 17 '24' ' 171 G0 5,808 +0,02 6.3
HIP 11915  02 h 33 m 49,02 s −19 ° 36 ′ 42,5 ″ 190 G5V 5 760 –0,059 4.1
HD 101364  11 h 40 m 28,5 s +69 ° 00 ′ 31 ″ 208 G5V 5,795 +0,02 7.1
HD 197027  20 h 41 m 54,6 s –27 ° 12 ′ 57 ″ 250 G3V 5,723 -0,013 8.2
Kepler-452  19 h 44 m 00,89 s +44 ° 16 ′ 39,2 ″ 1400 G2V 5 757 +0,21 6.0
YBP 1194  08 h 51 m 00,8 s +11 ° 48 '53' ' 2934 G5V 5 780 +0,023 ~ 4,2

Některé další hvězdy jsou někdy zmiňovány jako kandidáti solárních dvojčat, například: Beta Canum Venaticorum ; na solární dvojče má však příliš nízkou metalizaci (−0,21). 16 Cygni B je někdy označován jako dvojče, ale je součástí trojhvězdného systému a je velmi starý pro solární dvojče při 6,8 Ga. Dva kandidáti na sluneční sourozence (podobný věk, kovovost a kinematika) jsou Gaia DR2 1927143514955658880 a 1966383465746413568.

Podle potenciální obyvatelnosti

Další způsob, jak definovat sluneční dvojče, je „habstar“-hvězda s vlastnostmi, o nichž se věří, že jsou zvláště pohostinné pro planetu, která je hostitelem života. Zvažované kvality zahrnují variabilitu, hmotnost, věk, metalicitu a blízké společníky.

  • Nejméně 0,5-1 miliardy let staré
  • Na hlavní sekvenci
  • Neměnitelné
  • Schopný ukrývat pozemské planety
  • Podporujte dynamicky stabilní obyvatelnou zónu
  • 0-1 neširokých hvězdných doprovodných hvězd.

Požadavek, aby hvězda zůstala v hlavní sekvenci alespoň 0,5-1 Ga, stanoví horní hranici přibližně 2,2-3,4 hmotností Slunce, což odpovídá nejžhavějšímu spektrálnímu typu A0 - B7V . Takové hvězdy mohou být 100krát jasnější než Slunce. Život podobný Tardigrade (díky UV toku) by mohl potenciálně přežít na planetách obíhajících kolem hvězd horkých jako B4V, s životností hlavní sekvence 0,1 Ga (100 Ma), hmotností ~ 10  M ☉ a teplotou 20 000 K.

Variabilita je ideálně definována jako variabilita menší než 1%, ale 3% je praktický limit kvůli limitům v dostupných datech. Variace v ozáření v obyvatelné zóně hvězdy v důsledku doprovodné hvězdy s excentrickou oběžnou dráhou jsou také znepokojující.

Pozemské planety ve více hvězdných soustavách, které obsahují tři nebo více hvězd, pravděpodobně nebudou mít dlouhodobě stabilní oběžné dráhy. Stabilní oběžné dráhy v binárních systémech mají jednu ze dvou forem: oběžné dráhy typu S (satelitní nebo cirkumstelární) kolem jedné z hvězd a oběžné dráhy typu P (planetární nebo cirkumbinární) kolem celého binárního páru. Excentrickí Jupiterové mohou také narušit oběžné dráhy planet v obyvatelných zónách.

K vytvoření pozemské planety podobné Zemi je zapotřebí alespoň 40% solita ([Fe/H] = −0,4). Vysoká kovovost silně koreluje s tvorbou žhavých Jupiterů , ale nejedná se o absolutní mřížky života, protože někteří plynní obři nakonec sami obíhají v obytné zóně a potenciálně by mohli hostit měsíce podobné Zemi.

Jedním příkladem takové hvězdy je HD  70642, G5V, o teplotě 5533 K, ale je mnohem mladší než slunce, stará 1,9 miliardy let.

Dalším takovým příkladem by mohl být HIP 11915 , který má planetární systém obsahující planetu podobnou Jupiteru obíhající v podobné vzdálenosti, jakou planeta Jupiter dělá ve sluneční soustavě. Pro posílení podobnosti je hvězda třídy G5V, má teplotu 5750 K, má sluneční hmotu a poloměr a je jen o 500 milionů let mladší než Slunce. Obyvatelná zóna by se tak rozkládala ve stejné oblasti jako zóna ve sluneční soustavě, kolem 1 AU. To by planetě podobné Zemi umožnilo existovat kolem 1 AU.

Viz také

Poznámky pod čarou

Reference

Další čtení