Звезды Альфа Центавра (вверху слева), включая А и В, являются частью той же тройной звездной системы, что и Проксима Центавра (обведено кружком). Бета Центавра (вверху справа), почти такая же яркая, как Альфа Центавра, находится в сотни раз дальше, но намного ярче по своей сути. (Пользователь Wikimedia Commons Skatebiker)

6 фактов, которые вы никогда не представляли о ближайших звездах на Земле

Солнечные окрестности настолько отличаются, что люди не представляют. Но впервые мы знаем, на что это похоже.

Когда вы смотрите на звезды в ночном небе, они появляются с разной яркостью, цветами и узорами скопления. Но когда вы видите звезду, вы не сразу знаете, является ли она изолированной звездой или частью системы, состоящей из нескольких звезд, является ли она по своей природе яркой или по своей природе слабой, и находится ли она поблизости или далеко. Все, что вы знаете из первого осмотра, это то, насколько ярким и какого цвета он кажется. Оказывается, что большинство звезд, видимых невооруженным глазом, на самом деле очень яркие, необычно синие и довольно далеко. А как насчет ближайших звезд? Хотя некоторые из них являются яркими, близкими и знаменитыми - как Альфа Центавра и Сириус - большинство из них требуют специального оборудования и методов, чтобы найти. В 1994 году группа астрономов сформировала RECONS, Консорциум REsearch On близких звезд, чтобы исследовать и узнать о ближайших к Земле звездах. Они только что выпустили свои последние результаты; Вот основные моменты.

РЕКОНС делает самые большие и самые слабые снимки всего неба в поисках объектов, на которых виден параллакс при просмотре в разное время года. Когда Земля вращается вокруг Солнца, она меняет свое положение относительно других звезд на небе. Подобно тому, как ваш большой палец начинает двигаться, если вы держите его на расстоянии вытянутой руки и переключаете его между левым глазом и правым, так и ближайшие звезды перемещаются относительно более удаленных фоновых звезд, когда вы смотрите на них с интервалом в шесть месяцев. Измерение этого параллакса позволяет вам непосредственно определить расстояние до этих звезд, и «ближайшие» из них произвольно определены в пределах 10 парсек (32,6 световых года), что соответствует параллаксу 0,1 "или больше. Вот шесть самых больших находит, пока.

В начале сотрудничества с RECONS в 10 парсеках было известно 191 звездная система. В настоящее время к этой схватке добавлено 316, только с красными карликами, коричневыми карликами и системами с доминированием белых карликов (TJ Henry et al. (2018), https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf).

1.) В 10 парсеках обнаружено 316 звездных систем. Это невероятное улучшение по сравнению с тем, что мы знали еще в начале RECONS; число известных звездных систем в пределах 10 парсеков составило всего 191; сегодня это число до 316. 125 новых звездных систем, которые были добавлены RECONS и другими командами в поисках ближайших звезд, представляют собой увеличение на 65% по сравнению с первоначальной цифрой. Кроме того, теперь мы точно измерили параллаксы для всех них. Это все слабые системы, из которых 125:

  • 79 преобладают красные карлики,
  • 37 коричневыми карликами, и
  • 9 «другими» карликами, такими как звезды белых карликов.

Многие звездные системы имеют несколько членов; «Доминировать» означает, какой класс звезд является самой яркой, самой светящейся звездой в системе. С этим последним выпуском данных охват был настолько хорош, тщателен и глубок, что коллаборация RECONS объявила, что мы теперь, с уверенностью, обнаружили более 90% всех звездных систем в пределах 10 парсек.

(Современная) система спектральной классификации Моргана-Кинана, с температурным диапазоном каждого звездного класса, показанным выше, в Кельвинах. Подавляющее большинство звезд сегодня - звезды класса М, с одной известной звездой класса О или В в пределах 25 парсеков. Наше Солнце - звезда G-класса. (Пользователь Wikimedia Commons LucasVB, дополнения Э. Сигеля)

2.) Яркие звезды чрезвычайно редки; самые слабые звезды, безусловно, самые распространенные. Звезды, как мы их классифицируем, бывают семи разных типов: O, B, A, F, G, K и M, расположенные от самых голубых и горячих до самых красных и холодных. Они представляют звезды, которые сжигают водород в гелий (или более тяжелые элементы) посредством ядерного синтеза в их ядрах. Коричневые карлики - это неудачные звезды, которые не достаточно массивны, чтобы стать звездами класса М, в то время как белые карлики - это остатки звезд, похожих на Солнце, которые уже покончили своей жизнью, прожигая все свое ядерное топливо. Из этих 316 систем:

  • 0 из них преобладают звезды O-класса (0%),
  • 0 из них звездами B-класса (0%),
  • 4 из них звездами класса А (1,3%),
  • 8 из них звездами F-класса (2,5%),
  • 19, включая Солнце, звездами G-класса (6,0%),
  • 29 звезд К-класса (9,2%),
  • 222 звездами М-класса (66,5%),
  • 37 коричневыми карликами (11,7%) и
  • 9 белыми карликами (2,8%).

Это говорит нам о том, что из близлежащих звездных систем, состоящих из настоящих звезд (O, B, A, F, G, K и M), колоссальные 82% из них - звезды класса M: красные карлики. Наше Солнце довольно необычно в великой схеме вещей.

Созвездие Ориона вместе с огромным комплексом молекулярных облаков и его яркими звездами. Как бы ни были впечатляющи эти звезды, они все намного дальше, чем на 10 парсеков; кажутся яркими, потому что они по своей сути яркие. Только 51 звезда в 10 парсеках видна невооруженным глазом. (Рохелио Бернал Андрео)

3.) Ближайшая звезда класса O или B находится на расстоянии 79 световых лет. Это был бы Регулус, в самом слабом конце звезд B-класса. Регулус - самая яркая звезда в созвездии Льва и в целом 21-я самая яркая звезда на небе. Звезды O-класса и B-класса настолько редки, потому что они массивные и недолговечные. Как только вы уйдете далеко от области звездообразования, которой является Солнце (находясь между спиральными рукавами в данный момент), это будут только относительно старые звезды, которые находятся в вашем районе. Регулус, находящийся на нижнем уровне класса В, прожил около 1 миллиарда лет, и у него осталось не так много времени, прежде чем он перейдет к следующей фазе своего жизненного цикла, но как часть системы из четырех звезд, он все еще висит там. Но вы должны пройти путь около 10 парсек, почти до 25, чтобы найти его.

Нейтронная звезда - одна из самых плотных коллекций материи во Вселенной, но существует верхний предел их массы. Превышение этого, и нейтронная звезда далее разрушится, чтобы сформировать черную дыру. (ESO / Luís Calçada)

4.) В пределах 10 парсеков нет нейтронных звезд или черных дыр. И, честно говоря, вы должны пойти дальше 10 парсеков, чтобы найти любой из них! В 2007 году ученые обнаружили рентгеновский объект 1RXS J141256.0 + 792204, прозванный «Кальвера», и идентифицировали его как нейтронную звезду. Этот объект находится на расстоянии 617 световых лет, что делает его ближайшей известной нейтронной звездой. Чтобы добраться до ближайшей известной черной дыры, вам нужно пройти весь путь до V616 Monocerotis, который находится на расстоянии более 3000 световых лет. Из всех 316 звездных систем, идентифицированных в пределах 10 парсеков, мы можем однозначно утверждать, что ни одна из них не имеет спутников с черной дырой или нейтронной звезды. По крайней мере, где мы находимся в галактике, эти объекты встречаются редко.

Система TRAPPIST-1 по сравнению с солнечной системой; все семь планет TRAPPIST-1 могли бы поместиться внутри орбиты Меркурия. Предоставляя данные о массе, радиусе, содержании атмосферы и орбитальных параметрах планет, а также астрономическую информацию о нашей звезде, кто-то с передовыми технологиями может определить нашу Солнечную систему издалека. (НАСА / JPL-Caltech)

5.) В настоящее время существует 56 известных экзопланет в пределах 10 парсек. Несмотря на то, что в пределах 10 парсеков существует более 400 известных звезд, только 26 подтвердили наличие планетных систем. Старым рекордсменом был HD 219134 с шестью подтвержденными планетами и одним дополнительным кандидатом, в то время как ближайший - Проксима Центавра б, на расстоянии всего 4,2 световых года. TRAPPIST-1 просто пропускает; на расстоянии 40 световых лет, это тень на расстоянии более 12 парсеков.

Одной из основных задач TESS, которая успешно стартовала на прошлой неделе, будет поиск транзитных планет вокруг этих звезд. Если он находит, идентифицирует и характеризует их, то будущие телескопы, такие как Джеймс Уэбб и телескопы 30-метрового класса, которые в настоящее время строятся на Земле, будут иметь возможность наблюдать их. Впервые, если природа будет доброй, человечество будет искать атмосферные признаки жизни в потенциально населенных мирах вокруг других звезд.

В то время как практически все звезды на ночном небе кажутся отдельными точками света, многие из них представляют собой многозвездные системы, причем примерно 50% звезд, которые мы видели, связаны в многозвездных системах. Кастор - это система с наибольшим количеством звезд в пределах 25 парсек: это система с шестью парами. (НАСА / JPL-Caltech / Каэтано Хулио)

6.) Но множественные звездные системы очень распространены. Мы можем легко увидеть это за 10 парсеков, где звезды, подобные Солнцу, могут быть одиночными, но двоичные, тройные и многие другие встречаются довольно часто. Ближайшая к нам звездная система, Альфа Центавра, представляет собой тройную систему, и есть даже две пятикратные системы, GJ0644 и Альфа Весы, в пределах 10 парсек. Существуют более 100 дополнительных звезд, которые входят в 316 известных систем, если учесть, что существует множество звезд. Но ученые хотели добиться большего, и поэтому RECONS решил расширить свой поиск за последнее десятилетие до 25 парсек. При этом по состоянию на 2014 год было установлено:

  • 1533 однозвёздных систем,
  • 509 бинарных систем,
  • 102 тройных системы,
  • 19 четырехместных систем,
  • 4 пятикратных системы и даже
  • 1 шестикратная система.

Эта двойная система, Кастор, известна с древних времен и является 24-й самой яркой звездной системой на ночном небе, на расстоянии всего лишь 51 светового года. Это больше, чем 10 парсеков, но в 15.7, только едва.

Стандартная диаграмма ЧСС, цвет в зависимости от величины, показана на вставке. Как показали последние исследования, дополнительные карликовые звезды помогают заполнить только самый нижний предел того, что находится в пределах 10 парсеков от нас. (TJ Henry et al. (2018), основной, с НАСА / CXC, вставка.)

Самые слабые системы с наименьшей массой, возможно, все еще могут избежать обнаружения в пределах 10 парсек, и нет никакой гарантии, что то, что мы наблюдаем возле нас, отражает то, что в действительности находится в галактике и Вселенной в среднем. Но мы быстро приближаемся к пределу, где и как можно найти пропавшие звезды; ученые, работающие над RECONS, уверенно заявили, что почти наверняка нашли почти все звездные системы. Исходя из того, что мы видели, Солнце, в конце концов, не типичная звезда, а более массивное, чем около 95% звезд во Вселенной. По мере продвижения вперед мы начнем отвечать на вопросы о планетах и ​​жизни, а не просто звездах, когда речь заходит о нашем местном соседстве. Это увлекательное время для изучения внутренних областей космоса, в том числе за пределами нашей Солнечной системы.

Starts With A Bang теперь на Forbes и переиздан на Medium благодаря нашим сторонникам Patreon. Итан является автором двух книг «За галактикой» и «Трекнология: Наука звездного пути от трикодеров до Варп Драйв».