Il concetto dell'artista che mostra la DG CVn - un sistema binario composto da due stelle nane rosse - scatenando una serie di potenti bagliori visti dal veicolo spaziale Swift della NASA il 23 aprile 2014.
(Immagine: © Goddard Space Flight Center / S. Wiessinger della NASA)
Le stelle nane rosse costituiscono la più grande popolazione di stelle nella galassia, ma si nascondono nell'ombra, troppo fioche per essere viste ad occhio nudo dalla Terra. La loro radiosità limitata aiuta ad allungare le loro vite, che sono molto più grandi di quella del sole.
Gli scienziati pensano che 20 delle 30 stelle vicino alla Terra siano nane rosse. La stella più vicina al sole, Proxima Centauri, è una nana rossa.
Il termine "nano rosso" non si riferisce a un solo tipo di stella. Viene spesso applicato agli oggetti più interessanti, inclusi i nani K e M - che sono vere stelle - e i nani bruni, spesso indicati come "stelle fallite" perché non sostengono la fusione dell'idrogeno nei loro nuclei.
"Non esiste una vera definizione di nani rossi", ha detto a Space.com via e-mail l'astronomo Michaël Gillon dell'Università di Liegi in Belgio. Gillon, che studia oggetti stellari all'estremità più fredda dello spettro, faceva parte del team che ha identificato la stella ultracool TRAPPIST-1. Nano rosso "generalmente si riferisce a stelle nane con un tipo spettrale che va da K5V a M5V", ha detto Gillon.
Formazione e caratteristiche
I nani rossi si formano come le altre stelle della sequenza principale. Innanzitutto, una nuvola di polvere e gas viene attratta dalla gravità e inizia a ruotare. Il materiale si aggrega quindi al centro e quando raggiunge la temperatura critica, inizia la fusione.
Le nane rosse includono la più piccola delle stelle, che pesa tra il 7,5% e il 50% della massa del sole. Le loro dimensioni ridotte significano che bruciano a una temperatura più bassa, raggiungendo solo 6.380 gradi Fahrenheit (3.500 gradi Celsius). Il sole, al confronto, ha una temperatura di 9.500 F (5.500 C). Le basse temperature dei nani rossi significano che sono molto, molto più fioche delle stelle come il sole.
La loro bassa temperatura significa anche che bruciano meno rapidamente la loro fornitura di idrogeno. Mentre altre stelle più massicce bruciano solo l'idrogeno nel loro nucleo prima di giungere alla fine della loro vita, le nane rosse consumano tutto il loro idrogeno, dentro e fuori dal loro nucleo. Questo allunga la vita dei nani rossi a trilioni di anni; ben oltre la durata di 10 miliardi di anni di stelle simili al sole.
Classificazione dei nani rossi
Gli scienziati hanno occasionalmente difficoltà a distinguere una stella nana rossa da una nana marrone. I nani marroni sono freddi e deboli e probabilmente formano allo stesso modo dei nani rossi, ma i nani marroni non raggiungono mai il punto di fusione perché sono troppo piccoli e quindi non sono considerati stelle.
"Quando osserviamo una nana rossa e misuriamo la sua atmosfera, non sappiamo necessariamente se si tratta di una nana marrone o di una stella - i giovani nani marroni sembrano quasi esattamente stelle ultracool", ha detto Adam Burgasser, astronomo dell'Università della California, San Diego.
Per capire se un oggetto celeste è una nana marrone o rossa, gli scienziati misurano la temperatura dell'atmosfera dell'oggetto. Le nane brune prive di fusione sono più fredde di 2.000 Kelvin (3.140 F o 1.727 C), mentre le stelle che fondono l'idrogeno sono più calde di 2.700 K (4.400 F o 2.427 C). Nel mezzo, una stella potrebbe essere classificata come una nana rossa o una nana marrone.
A volte, i prodotti chimici nell'atmosfera dell'oggetto possono rivelare indizi su ciò che sta accadendo nel suo cuore. Secondo Burgasser, la presenza di molecole come metano o ammoniaca, che possono sopravvivere solo a basse temperature, suggerisce che un oggetto è una nana marrone. Il litio nell'atmosfera suggerisce anche che una nana rossa è una nana marrone piuttosto che una vera stella.
Ma gli scienziati possono ancora usare il termine nano rosso per descrivere l'aspetto di un oggetto celeste - piccolo e scuro - anche se l'oggetto è in realtà un nano bruno, ha detto Burgasser.
Una miriade di pianeti abitabili?
I pianeti si formano dal materiale rimasto su un disco dopo che la loro stella è stata creata. Molti nani rossi sono stati trovati con pianeti che li circondano, anche se enormi giganti gassosi sono rari. Poiché i nani rossi sono più deboli delle stelle come il sole, è più facile trovare piccoli pianeti che possono circondare questi oggetti dimmer, rendendo i nani rossi un bersaglio popolare per la caccia al pianeta. NASA Telescopio spaziale Kepler (che ha funzionato tra il 2009 e il 2018) e Satellite in transito per l'esopianeta, o TESS (che ha iniziato le operazioni nel 2018), hanno esaminato molte stelle nane rosse per possibili pianeti simili alla Terra.
Poiché i pianeti esaminati da TESS sono vicino a stelle luminose che tendono ad essere vicine alla Terra, è più facile per i telescopi terrestri dare seguito alle osservazioni. Nell'aprile 2019, gli investigatori del TESS hanno annunciato di averlo fatto trovato il primo pianeta delle dimensioni della Terra della loro missione, sebbene le sue condizioni non siano ideali per la vita come la conosciamo.
Per molto tempo, gli scienziati hanno pensato che le nane rosse fossero inabitabili. La loro luce e il loro calore limitati significavano che la zona abitabile - o la regione in cui si sarebbe potuta formare acqua liquida sui pianeti attorno a una nana rossa - sarebbe stata molto vicina alla stella, collocando i pianeti nel raggio di radiazioni nocive della stella. Altri pianeti possono essere bloccati in modo ordinato sulla stella, con un lato costantemente rivolto verso il sole, facendo sì che un lato sia troppo caldo e l'altro troppo freddo.
Nel 2016, è stato trovato un pianeta potenzialmente abitabile in orbita attorno a Proxima Centauri (la stella più vicina della Terra). E nel 2019, gli astronomi ha annunciato la possibilità di un secondo pianeta in orbita molto al di fuori della zona abitabile della stella. Almeno sette pianeti delle dimensioni di una Terra orbitano attorno alla nana rossa TRAPPIST-1e molti studi suggeriscono almeno alcuni di quei pianeti potrebbero ospitare la vita.
La fine della linea
I piccoli nani rossi possono avere una durata prolungata, ma come tutte le altre stelle, alla fine bruceranno attraverso la loro riserva di carburante. Quando lo fanno, i nani rossi diventano nani bianchi - stelle morte che non subiscono più fusione nel loro nucleo. Alla fine, i nani bianchi irradieranno via tutto il loro calore e diventeranno nani neri.
Ma a differenza del sole, che diventerà un nano bianco in pochi miliardi di anni, i nani rossi impiegheranno trilioni di anni per bruciare il loro combustibile. Questo è significativamente più lungo dell'età dell'universo, che ha meno di 14 miliardi di anni. I nani rossi possono essere un po 'deboli, ma come la tartaruga, vincono lentamente ma sicuramente la razza di sopravvivenza.
Risorse addizionali:
- Leggi la definizione di nano rosso secondo la Swinburne University.
- Scopri perché i nani rossi potrebbero essere il posto migliore per trovare la vita aliena.
- Scopri come le superfere dei nani rossi mettono in pericolo i pianeti.
Questo articolo è stato aggiornato il 6 giugno 2019 dalla collaboratrice di Space.com Elizabeth Howell.
