Солнечный аналог - Solar analog
Звезда солнечного типа , солнечные аналоги (также аналоги ) и солнечные близнецы - это звезды, которые особенно похожи на Солнце . Звездная классификация представляет собой иерархию с солнечной твин быть больше всего напоминает Солнце с последующим солнечным аналогом , а затем солнечным типом. Наблюдения за этими звездами важны для лучшего понимания свойств Солнца по отношению к другим звездам и обитаемости планет.
По сходству с Солнцем
Определение трех категорий по их сходству с Солнцем отражает эволюцию методов астрономических наблюдений. Первоначально солнечный тип был наиболее близким к Солнцу. Позже более точные методы измерения и усовершенствованные обсерватории позволили повысить точность таких ключевых деталей, как температура, что позволило создать категорию солнечного аналога для звезд, которые были особенно похожи на Солнце. Позже постоянное улучшение точности позволило создать категорию солнечных близнецов для почти идеальных совпадений.
Сходство с Солнцем позволяет сравнивать производные величины, такие как температура, которая определяется по цветному индексу, с Солнцем, единственной звездой, температура которой достоверно известна. Для звезд, не похожих на Солнце, эту перекрестную проверку провести нельзя.
Солнечного типа
Эти звезды в целом похожи на Солнце. Это звезды главной последовательности с цветом B − V от 0,48 до 0,80, а у Солнца цвет B − V равен 0,65. В качестве альтернативы можно использовать определение, основанное на спектральном типе , например от F8V до K2V , что соответствует цвету B-V от 0,50 до 1,00. Это определение подходит примерно для 10% звезд, поэтому список звезд солнечного типа будет довольно обширным.
Звезды солнечного типа демонстрируют сильно коррелированное поведение между их скоростью вращения и их хромосферной активностью (например, излучение линий H и K кальция) и корональной активностью (например, рентгеновское излучение), потому что звезды солнечного типа вращаются во время их жизни на главной последовательности из-за магнитное торможение , эти корреляции позволяют определить приблизительный возраст. Мамажек и Хилленбранд (2008) оценили возраст 108 звезд солнечного типа (F8V – K2V) главной последовательности в пределах 52 световых лет (16 парсеков) от Солнца на основе их хромосферной активности (измеренной через Ca, H, и K эмиссионные линии).
В следующей таблице показан образец звезд солнечного типа в пределах 50 световых лет, которые почти удовлетворяют критериям для солнечных аналогов (цвет B − V от 0,48 до 0,80), основанный на текущих измерениях (Солнце указано для сравнения):
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) |
Звездный класс |
Температура (K) |
Металличность (dex) |
Возраст ( млрд лет ) |
Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | - | - | 0,0000158 | G2V | 5778 | +0.00 | 4.6 | |
Альфа Центавра A | 15 ч 49 м 36.49400 с | −60 ° 50 ′ 02,3737 ″ | 4,37 | G2V | 5790 | +0,20 | 4.4 | |
Альфа Центавра B | 4,37 | K0V | 5260 | 4.4 | ||||
Эпсилон Эридана | -09 ч 27 м 29,7 с | 03 ° 32 ′ 55,8 ″ | 10,4 | K2V | 5084 | -0,13 | 400-800 | |
Тау Кита | 01 ч 44 м 04.1 с | −15 ° 56 ′ 15 ″ | 11,9 | G8V | 5344 | –0,52 | 5,8 | |
82 Эридана | 03 ч 19 м 55,7 с | −43 ° 04 ′ 11,2 ″ | 19,8 | G8V | 5338 | –0,54 | 6.1 | |
Дельта Павонис | 20 ч 08 м 43,6 с | −66 ° 10 ′ 55 ″ | 19,9 | G8IV | 5604 | +0,33 | ~ 7 | |
V538 Возничий | 05 ч 41 м 20,3 с | + 53 ° 28 ′ 51,8 ″ | 39,9 | K1V | 5257 | −0,20 | 3,7 | |
HD 14412 | 02 ч 18 м 58,5 с | −25 ° 56 ′ 45 ″ | 41,3 | G5V | 5432 | -0,46 | 9,6 | |
HR 4587 | 12 ч 00 м 44,3 с | −10 ° 26 ′ 45,7 ″ | 42,1 | G8IV | 5538 | 0,18 | 8,5 | |
HD 172051 | 18 ч 38 м 53,4 с | −21 ° 03 ′ 07 ″ | 42,7 | G5V | 5610 | -0,32 | 4.3 | |
72 Геркулес | 17 ч 20 м 39,6 с | + 32 ° 28 ′ 04 ″ | 46.9 | G0V | 5662 | -0,37 | 5 | |
HD 196761 | 20 ч 40 м 11,8 с | −23 ° 46 ′ 26 ″ | 46.9 | G8V | 5415 | -0,31 | 6,6 | |
Nu² Lupi | 15 ч 21 м 48,1 с | −48 ° 19 ′ 03 ″ | 47,5 | G4V | 5664 | -0,34 | 10,3 |
Солнечный аналог
Эти звезды фотометрически похожи на Солнце, обладая следующими качествами:
- Температура в пределах 500 К от солнечной (5278 до 6278 К)
- Металличность Солнца составляет 50–200% (± 0,3 dex ), что означает, что протопланетный диск звезды имел такое же количество пыли, из которой могли образоваться планеты.
- Нет близкого спутника (орбитальный период десять дней или меньше), потому что такой спутник стимулирует звездную активность.
Солнечные аналоги, не отвечающие более строгим критериям солнечных двойников, включают в себя в пределах 50 световых лет и в порядке увеличения расстояния (Солнце указано для сравнения):
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) |
Звездный класс |
Температура (K) |
Металличность (dex) |
Возраст ( млрд лет ) |
Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | - | - | 0,0000158 | G2V | 5,778 | +0.00 | 4.6 | |
Сигма Драконис | 19 ч 32 м 21,6 с | + 69 ° 39 ′ 40 ″ | 18,8 | G9 – K0 V | 5 297 | −0,20 | 4,7 | |
Бета Canum Venaticorum | 12 ч 33 м 44,5 с | + 41 ° 21 ′ 27 ″ | 27,4 | G0V | 5 930 | −0,30 | 6.0 | |
61 Девственница | 13 ч 18 м 24,3 с | −18 ° 18 ′ 40 ″ | 27,8 | G5V | 5,558 | −0,02 | 6.3 | |
Зета Тукана | 00 ч 20 м 04,3 с | –64 ° 52 ′ 29 ″ | 28,0 | F9,5 В | 5 956 | -0,14 | 2,5 | |
Beta Comae Berenices | 13 ч 11 м 52,4 с | + 27 ° 52 ′ 41 ″ | 29,8 | G0V | 5 970 | -0,06 | 2.0 | |
61 Большая Медведица | 11 ч 41 м 03,0 с | + 34 ° 12 ′ 06 ″ | 31,1 | G8V | 5 483 | -0,12 | 1.0 | |
HR 511 | 01 ч 47 м 44,8 с | + 63 ° 51 ′ 09 ″ | 32,8 | K0V | 5 333 | +0,05 | 3.0 | |
Alpha Mensae | 06 ч 10 м 14,5 с | –74 ° 45 ′ 11 ″ | 33,1 | G5V | 5 594 | +0,10 | 5,4 | |
HD 69830 | 08 ч 18 м 23.9 с | −12 ° 37 ′ 56 ″ | 40,6 | K0V | 5 410 | -0,03 | 10,6 | |
HD 10307 | 01 ч 41 м 47.1 с | + 42 ° 36 ′ 48 ″ | 41,2 | G1.5V | 5 848 | -0,05 | 7.0 | |
HD 147513 | 16 ч 24 м 01,3 с | −39 ° 11 ′ 35 ″ | 42,0 | G1V | 5 858 | +0,03 | 0,4 | |
58 Эридана | 04 ч 47 м 36,3 с | −16 ° 56 ′ 04 ″ | 43,3 | G3V | 5 868 | +0,02 | 0,6 | |
47 Большая Медведица | 10 ч 59 м 28,0 с | + 40 ° 25 ′ 49 ″ | 45,9 | G1V | 5 954 | +0,06 | 6.0 | |
Пси Серпентис | 15 ч 44 м 01,8 с | + 02 ° 30 ′ 54,6 ″ | 47,8 | G5V | 5683 | 0,04 | 3.2 | |
HD 84117 | 09 ч 42 м 14,4 с | –23 ° 54 ′ 56 ″ | 48,5 | F8V | 6 167 | -0,03 | 3.1 | |
HD 4391 | 00 ч 45 м 45,6 с | –47 ° 33 ′ 07 ″ | 48,6 | G3V | 5 878 | -0,03 | 1.2 | |
20 Леонис Минорис | 10 ч 01 м 00,7 с | + 31 ° 55 ′ 25 ″ | 49,1 | G3V | 5741 | +0,20 | 6.5 | |
Nu Phoenicis | 01 ч 15 м 11,1 с | –45 ° 31 ′ 54 ″ | 49,3 | F8V | 6 140 | +0,18 | 5,7 | |
51 Пегас | 22 ч 57 м 28,0 с | + 20 ° 46 ′ 08 ″ | 50,9 | G2.5IVa | 5 804 | +0,20 | 7.0 |
Солнечный близнец
На сегодняшний день не найдено солнечных двойников, которые бы точно соответствовали Солнцу. Однако есть некоторые звезды, которые очень близки к тому, чтобы быть идентичными Солнцу, и поэтому члены астрономического сообщества считают их солнечными близнецами. Точный солнечный двойник был бы звездой G2V с температурой поверхности 5778K, возрастом 4,6 миллиарда лет, с правильной металличностью и вариацией солнечной светимости на 0,1% . Звезды с возрастом 4,6 миллиарда лет находятся в наиболее стабильном состоянии. Правильная металличность и размер также очень важны для малых вариаций яркости.
Звезды ниже больше похожи на Солнце и обладают следующими качествами:
- Температура в пределах 50 К от температуры Солнца (5728–5828 К) (в пределах 10 К от Солнца (5768–5788 К)).
- Металличность Солнца составляет 89–112% (± 0,05 dex ), что означает, что в звездном сплиде было почти точно такое же количество пыли для формирования планет.
- Нет звездного компаньона, потому что само Солнце - одинокая звезда.
- Возраст в пределах 1 миллиарда лет от возраста Солнца (от 3,6 до 5,6 млрд лет)
Ниже приведены известные звезды, которые ближе всего подходят к критериям солнечного двойника. Солнце указано для сравнения. Выделенные квадраты вне досягаемости для солнечного близнеца. Звезда, возможно, была отмечена как солнечный двойник в прошлом, но является скорее солнечным аналогом.
Идентификатор | Координаты J2000 | Расстояние (ly) |
Звездный класс |
Температура (K) |
Металличность (dex) |
Возраст ( млрд лет ) |
Примечания | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Прямое восхождение | Склонение | |||||||
солнце | - | - | 0,0000158 | G2V | 5,778 | +0.00 | 4.6 | |
18 Скорпионов | 16 ч 15 м 37,3 с | –08 ° 22 ′ 06 ″ | 45,1 | G2Va | 5 433 | -0,03 | 2,9 | |
HD 150248 | 16 ч 41 м 49,8 с | –45 ° 22 ′ 07 ″ | 88 | G2 | 5750 | -0,04 | 6.2 | |
HD 164595 | 18 ч 00 м 38.9 с | + 29 ° 34 ′ 19 ″ | 91 | G2 | 5 810 | -0,06 | 4.5 | |
HD 195034 | 20 ч 28 м 11,8 с | + 22 ° 07 ′ 44 ″ | 92 | G5 | 5760 | -0,04 | 2,9 | |
HD 117939 | 13 ч 34 м 32,6 с | –38 ° 54 ′ 26 ″ | 98 | G3 | 5730 | -0,10 | 6.1 | |
HD 138573 | 15 ч 32 м 43,7 с | + 10 ° 58 ′ 06 ″ | 99 | G5IV – V | 5,757 | +0.00 | 7.1 | |
HD 71334 | 08 ч 25 м 49,5 с | −29 ° 55 ′ 50 ″ | 124 | G2 | 5 701 | -0,075 | 8.1 | |
HD 98649 | 11 ч 20 м 51.769 с | –23 ° 13 ′ 02 ″ | 135 | G4V | 5 759 | −0,02 | 2.3 | |
HD 143436 | 16 ч 00 м 18,8 с | + 00 ° 08 ′ 13 ″ | 141 | G0 | 5768 | +0.00 | 3,8 | |
HD 129357 | 14 ч 41 м 22,4 с | + 29 ° 03 ′ 32 ″ | 154 | G2V | 5749 | −0,02 | 8,2 | |
HD 133600 | 15 ч 05 м 13,2 с | + 06 ° 17 ′ 24 ″ | 171 | G0 | 5 808 | +0,02 | 6.3 | |
HIP 11915 | 02 ч 33 м 49.02 с | −19 ° 36 ′ 42,5 ″ | 190 | G5V | 5760 | –0,059 | 4.1 | |
HD 101364 | 11 ч 40 м 28,5 с | + 69 ° 00 ′ 31 ″ | 208 | G5V | 5795 | +0,02 | 7.1 | |
HD 197027 | 20 ч 41 м 54,6 с | –27 ° 12 ′ 57 ″ | 250 | G3V | 5723 | -0,013 | 8,2 | |
Кеплер-452 | 19 ч 44 м 00,89 с | + 44 ° 16 ′ 39,2 ″ | 1400 | G2V | 5,757 | +0,21 | 6.0 | |
YBP 1194 | 08 ч 51 м 00,8 с | + 11 ° 48 ′ 53 ″ | 2934 | G5V | 5780 | +0,023 | ~ 4,2 |
Некоторые другие звезды иногда упоминаются как кандидаты в солнечные близнецы, например: Beta Canum Venaticorum ; однако он имеет слишком низкую металличность (-0,21) для солнечного двойника. 16 Лебедь B иногда называют близнецом, но он является частью тройной звездной системы и очень стар для солнечного двойника на 6,8 млрд лет. Двумя кандидатами на солнечные братья (схожий возраст, металличность и кинематика) являются Gaia DR2 1927143514955658880 и 1966383465746413568.
По потенциальной обитаемости
Другой способ определения солнечного близнеца - это «хаб-звезда» - звезда с качествами, которые считаются особенно гостеприимными для планеты, в которой обитает жизнь. Рассматриваемые качества включают изменчивость, массу, возраст, металличность и близких спутников.
- Возраст не менее 0,5-1 миллиарда лет
- На главной последовательности
- Без переменных
- Способен укрывать планеты земной группы
- Поддерживать динамически стабильную жилую зону
- 0-1 неширокие звездные звезды-компаньоны.
Требование, чтобы звезда оставалась на главной последовательности не менее 0,5–1 млрд лет, устанавливает верхний предел примерно 2,2–3,4 массы Солнца, что соответствует самому горячему спектральному классу A0 - B7V . Такие звезды могут быть в 100 раз ярче Солнца. Тихоходок -как жизни (за счет УФ - потока) потенциально могут выжить на планет , вращающихся вокруг звезды , как горячий , как B4V, с главной последовательности жизни 0,1 Ga (100 млн лет ), массой ~ 10 М ☉ , и при температуре 20000 К.
Неизменяемость в идеале определяется как изменчивость менее 1%, но 3% - это практический предел из-за ограничений в имеющихся данных. Изменение освещенности в обитаемой зоне звезды из-за звезды-компаньона с эксцентрической орбитой также вызывает беспокойство.
Планеты земной группы в нескольких звездных системах, содержащих три или более звезд, вряд ли будут иметь стабильные орбиты в долгосрочной перспективе. Стабильные орбиты в двойных системах принимают одну из двух форм: орбиты S-типа (спутниковые или околозвездные) орбиты вокруг одной из звезд и орбиты P-типа (планетарные или околозвездные) вокруг всей двойной пары. Эксцентрические Юпитеры также могут нарушать орбиты планет в обитаемых зонах.
Металличность не менее 40% солнечной ([Fe / H] = -0,4) требуется для образования земной планеты земного типа. Высокая металличность сильно коррелирует с образованием горячих юпитеров , но это не абсолютные препятствия для жизни, поскольку некоторые газовые гиганты в конечном итоге сами вращаются в пределах обитаемой зоны и потенциально могут содержать спутники, похожие на Землю.
Одним из примеров такой звезды является HD 70642 , G5V, с температурой 5533K, но она намного моложе Солнца, возрастом 1,9 миллиарда лет.
Другим таким примером может быть HIP 11915 , имеющий планетную систему, содержащую подобную Юпитеру планету, вращающуюся на таком же расстоянии, что и планета Юпитер в Солнечной системе. Чтобы усилить сходство, звезда относится к классу G5V, имеет температуру 5750 К, массу и радиус, подобные Солнцу, и всего на 500 миллионов лет моложе Солнца. Таким образом, обитаемая зона будет простираться в той же области, что и зона в Солнечной системе, примерно на 1 а.е. Это позволило бы планете, похожей на Землю, существовать около 1 а.е.
Смотрите также
- Каталог ближайших жилых систем (HabCat)
- Список ближайших ярких звезд
- Список ближайших звезд
- Основная последовательность
- Планетарная обитаемость
- Колонизация космоса
Сноски
использованная литература
дальнейшее чтение
- Локвуд, Джордж Уэсли; Скифф, Брайан А .; Радик, Ричард Р. (1997). «Фотометрическая переменность звезд типа Солнца: наблюдения и результаты, 1984—1995» . Астрофизический журнал . 485 (2): 789–811. Bibcode : 1997ApJ ... 485..789L . DOI : 10.1086 / 304453 .
- Порто де Мелло, Густаво Фредерико; да Силва, Роналду; да Силва, Личио (2000). "Обзор солнечных двойных звезд в пределах 50 парсеков от Солнца". Биоастрономия 99: новая эра в поисках жизни . 213 : 73. Bibcode : 2000ASPC..213 ... 73P .
- Тернбулл, Маргарет С .; Тартер, Джилл С. (2003). «Выбор цели для SETI. II. Карлики Тихо-2, старые открытые скопления и ближайшие 100 звезд» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 149 (2): 423–436. Bibcode : 2003ApJS..149..423T . DOI : 10.1086 / 379320 .
- Холл, Джеффри С .; Локвуд, Джордж Уэсли (2004). "Хромосферная активность и изменчивость циклических и плоскоактивных звезд солнечного аналога" . Астрофизический журнал . 614 (2): 942–946. Bibcode : 2004ApJ ... 614..942H . DOI : 10.1086 / 423926 .
- сделать Насименто младший, Хосе Диас; Кастро, Матье Себастьян; Мелендес, Хорхе; Базо, Михаэль; Теадо, Сильви; Порто де Мелло, Густаво Фредерико; Де Медейрос, Хосе Ренан (2009). «Возраст и масса солнечных двойников ограничены изобилием лития». Астрономия и астрофизика . 501 (1): 687–694. arXiv : 0904.3580 . Бибкод : 2009A & A ... 501..687D . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 200911935 . S2CID 9565600 .