Het concept van de kunstenaar toont DG CVn - een binair systeem dat bestaat uit twee rode dwergsterren - dat op 23 april 2014 een reeks krachtige fakkels losliet die door NASA's Swift-ruimtevaartuig werden gezien.
(Afbeelding: © NASA's Goddard Space Flight Center / S. Wiessinger)
Rode dwergsterren vormen de grootste populatie van sterren in de melkweg, maar ze verbergen zich in de schaduwen, te zwak om met het blote oog van de aarde te zien. Hun beperkte uitstraling helpt hun levensduur te verlengen, die veel groter is dan die van de zon.
Wetenschappers denken dat 20 van de 30 sterren nabij de aarde rode dwergen zijn. De ster die het dichtst bij de zon staat, Proxima Centauri, is een rode dwerg.
De term "rode dwerg" verwijst niet naar een enkele soort ster. Het wordt vaak toegepast op de coolste objecten, waaronder K- en M-dwergen - wat echte sterren zijn - en bruine dwergen, vaak "mislukte sterren" genoemd omdat ze geen waterstoffusie in hun kernen ondersteunen.
"Er bestaat geen echte definitie van rode dwergen", vertelde astronoom Michaël Gillon van de Universiteit van Luik in België per e-mail aan Space.com. Gillon, die stellaire objecten bestudeert aan de koelere kant van het spectrum, maakte deel uit van het team dat de ultracoole ster TRAPPIST-1 identificeerde. Rode dwerg "verwijst over het algemeen naar dwergsterren met een spectraal type van K5V tot M5V", zei Gillon.
Vorming en kenmerken
Rode dwergen vormen zich net als andere hoofdreekssterren. Eerst wordt door de zwaartekracht een wolk van stof en gas naar elkaar toe getrokken en begint te draaien. Het materiaal klontert vervolgens in het midden en wanneer het de kritische temperatuur bereikt, begint de fusie.
Rode dwergen bevatten de kleinste van de sterren, met een gewicht tussen 7,5% en 50% van de massa van de zon. Door hun kleinere formaat branden ze bij een lagere temperatuur en bereiken ze slechts 6.380 graden Fahrenheit (3.500 graden Celsius). De zon heeft daarentegen een temperatuur van 9.900 F (5.500 C). Door de lage temperaturen van rode dwergen zijn ze ver, veel zwakker dan sterren zoals de zon.
Door hun lage temperatuur verbranden ze ook minder snel door hun toevoer van waterstof. Terwijl andere, zwaardere sterren alleen door de waterstof in hun kern branden voordat ze aan het einde van hun leven komen, verbruiken rode dwergen al hun waterstof, binnen en buiten hun kern. Dit verlengt de levensduur van rode dwergen tot biljoenen jaren; ver voorbij de 10 miljard jaar durende levensduur van zonachtige sterren.
Rode dwergen classificeren
Wetenschappers hebben af en toe moeite om een rode dwergster te onderscheiden van een bruine dwerg. Bruine dwergen zijn koel en vaag en vormen waarschijnlijk dezelfde manier als rode dwergen, maar bruine dwergen bereiken nooit het smeltpunt omdat ze te klein zijn, en daarom worden ze niet als sterren beschouwd.
'Als we een rode dwerg waarnemen en de atmosfeer meten, weten we niet per se of het een bruine dwerg of een ster is - jonge bruine dwergen zien er bijna precies uit als ultrakoude sterren', zegt Adam Burgasser, een astronoom aan de Universiteit van Californië, San Diego.
Om erachter te komen of een hemellichaam een bruine of rode dwerg is, meten wetenschappers de temperatuur van de atmosfeer van het object. Fusievrije bruine dwergen zijn koeler dan 2000 Kelvin (3140 F of 1727 C), terwijl waterstoffuserende sterren warmer zijn dan 2700 K (4400 F of 2427 C). Daartussenin kan een ster worden geclassificeerd als een rode dwerg of een bruine dwerg.
Soms kunnen chemicaliën in de atmosfeer van het object aanwijzingen onthullen over wat er in het hart gebeurt. De aanwezigheid van moleculen zoals methaan of ammoniak, die alleen bij koude temperaturen kunnen overleven, suggereert volgens Burgasser dat een object een bruine dwerg is. Lithium in de atmosfeer suggereert ook dat een rode dwerg een bruine dwerg is in plaats van een echte ster.
Maar wetenschappers kunnen nog steeds de term rode dwerg gebruiken om te beschrijven hoe een hemellichaam er - klein en vaag - uitziet, zelfs als het object eigenlijk een bruine dwerg is, zei Burgasser.
Een heleboel bewoonbare planeten?
Planeten worden gevormd uit het materiaal dat overblijft op een schijf nadat hun ster is gemaakt. Er zijn veel rode dwergen gevonden met planeten eromheen, hoewel enorme gasreuzen zeldzaam zijn. Omdat rode dwergen zwakker zijn dan sterren zoals de zon, is het gemakkelijker om kleine planeten te vinden die deze dimmerobjecten kunnen omringen, waardoor rode dwergen een populair doelwit zijn voor de jacht op planeten. NASA's Kepler ruimtetelescoop (die actief was tussen 2009 en 2018) en Doorgaande Exoplanet Survey Satelliteof TESS (die in 2018 in bedrijf is genomen), hebben veel rode dwergsterren onderzocht op mogelijke aardachtige planeten.
Omdat de door TESS onderzochte planeten in de buurt zijn van heldere sterren die dicht bij de aarde staan, is het voor grondtelescopen gemakkelijker om de waarnemingen te volgen. In april 2019 maakten TESS-onderzoekers bekend dat ze dat hadden gedaan vond de eerste planeet ter grootte van de aarde van hun missie, hoewel de omstandigheden niet ideaal zijn voor het leven zoals we het kennen.
Lange tijd dachten wetenschappers dat rode dwergen onbewoonbaar waren. Door hun beperkte licht en warmte was de bewoonbare zone - of het gebied waar zich vloeibaar water op planeten rond een rode dwerg zou kunnen vormen - zeer dicht bij de ster, waardoor de planeten in het bereik van schadelijke straling van de ster zouden komen. Andere planeten zijn mogelijk getijde vergrendeld aan de ster, waarbij de ene kant constant naar de zon is gericht, waardoor de ene kant te warm is en de andere te koud.
In 2016 werd een potentieel bewoonbare planeet gevonden die in een baan om Proxima Centauri (de dichtstbijzijnde ster van de aarde) draait. En in 2019, astronomen kondigde de mogelijkheid van een tweede planeet aan in een baan ver buiten de bewoonbare zone van de ster. Minstens zeven planeten ter grootte van de aarde draaien om de rode dwerg TRAPPIST-1, en veel studies suggereren sommige van die planeten zouden in ieder geval leven kunnen bevatten.
Het einde van de lijn
Kleine rode dwergen kunnen een langere levensduur hebben, maar net als alle andere sterren zullen ze uiteindelijk door hun voorraad brandstof verbranden. Als ze dat doen, worden de rode dwergen witte dwergen - dode sterren die niet langer kernfusie ondergaan. Uiteindelijk zullen de witte dwergen al hun warmte uitstralen en zwarte dwergen worden.
Maar in tegenstelling tot de zon, die over een paar miljard jaar een witte dwerg zal worden, hebben rode dwergen miljarden jaren nodig om door hun brandstof te branden. Dit is aanzienlijk langer dan de leeftijd van het universum, dat minder dan 14 miljard jaar oud is. Rode dwergen zijn misschien wat vaag, maar net als de schildpad winnen ze langzaam maar zeker de overlevingsrace.
Extra middelen:
- Lees de definitie van een rode dwerg volgens Swinburne University.
- Ontdek waarom rode dwergen de beste plek zijn om buitenaards leven te vinden.
- Ontdek hoe superflares van rode dwergen planeten in gevaar brengen.
Dit artikel is op 6 juni 2019 bijgewerkt door Elizabeth Howell, medewerker van Space.com.
