ستاره کوتوله سرخ چیست؟
ستارگان کوتوله سرخ (Red Dwarf) کوچک‌ترین و جالب‌ترین نوع ستاره در رشته اصلی (Main Sequence) هستند. اصطلاح «کوتوله قرمز» زمانی که برای اشاره به یک ستاره استفاده می‌شود، تعریف دقیقی ندارد. یکی از اولین کاربردهای این اصطلاح در سال ۱۹۱۵ بود که صرفا برای مقایسه ستارگان کوتوله «قرمز» با ستاره‌های کوتوله «آبی» داغ‌تر استفاده شد، اما تعریف دقیق آن مبهم باقی ماند. درباره سیارات کوتوله چه می‌دانید؟
کوتوله‌های سرخ، ستارگانی برای تمام عالم
شاید بتوان گفت عنوان «ستاره کوتوله قرمز» برای سردترین ستاره‌ها، شامل کوتوله‌های نوع K و M و کوتوله‌های قهوه‌ای که در هسته خود از سوخت هیدروژنی استفاده نمی‌کنند نیز به کار برده می‌شود.
ستاره کوتوله سرخ کم‌جرم و نسبتا سرد است. این ستاره‌ها متداول‌ترین نوع ستاره در کهکشان راه شیری، حداقل در همسایگی خورشید بوده، اما به دلیل درخشندگی کم، کوتوله‌های قرمز منفرد را نمی‌توان به راحتی مشاهده کرد. از سطح زمین هیچ ستاره‌ای که با تعاریف دقیق‌تر ستاره کوتوله سرخ مطابقت داشته باشد، با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.
پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri)، نزدیک‌ترین ستاره به خورشید، یک کوتوله قرمز است. همچنین پنجاه ستاره از شصت ستاره نزدیک به ما در رده کوتوله‌های سرخ قرار می‌گیرند. بر اساس برخی تخمین‌ها کوتوله‌های قرمز، سه‌چهارم ستارگان کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند. این نسبت در کهکشان‌های بیضوی بیشتر است.
عمر طولانی ستاره کوتوله سرخ
ستارگان کوتوله عمر طولانی‌تری نسبت به ستاره‌های بزرگ‌تر دارند. در حالی که ستارگانی مانند خورشید بین ۸ تا ۱۰ میلیارد سال عمر دارند، حتی قدیمی‌ترین ستارگان کوتوله قرمز هنوز ذخایر داخلی هیدروژن خود را تمام نکرده‌اند. عمر سنگین‌ترین کوتوله‌های قرمز به ده‌ها میلیارد سال و کوچک‌ترین آن‌ها به تریلیون‌ها سال می‌رسد؛ این در حالی است که کیهان تنها ۱۳/۸ میلیارد سال سن دارد.
چرا این ستاره‌های کوتوله عمر طولانی دارند؟ ستاره‌های کوتوله سرخ اغلب ترکیب سوخت هیدروژنی را در هسته حفظ کرده و در مقایسه با دیگر ستارگان از سوخت ذخیره‌شده برخوردارند. به گفته ستاره‌شناسان برخی ستارگان کوتوله سرخ تا ۱۰ تریلیون سال به سوختن ادامه خواهند داد. جرم کوچک‌ترین کوتوله‌های سرخ ۰/۰۷۵ برابر جرم خورشید است و آن‌ها می‌توانند جرمی برابر با نیمی از جرم خورشید را دارا باشند.
از آنجایی که کوتوله‌های قرمز کم جرم هستند، هیدروژن را بسیار آهسته می‌سوزانند و درخشندگی خود را برای تریلیون‌ها سال حفظ می‌کنند. این اجرام تا زمانی که سوخت آن‌ها تمام شود، در رشته اصلی باقی می‌مانند. به دلیل سن نسبتا کوتاه جهان، هنوز هیچ کوتوله قرمزی به مراحل پیشرفته تکامل ستاره‌ای نرسیده است.
طبق مدل‌سازی‌ها، کوتوله‌های سرخ از مرحله غول سرخ گذر نخواهند کرد؛ چون جریان همرفتی کل ستاره را در برمی‌گیرد و هیدروژن به طور دائم در نواحی بیرونی هسته ستاره در حال گردش خواهد بود. بزرگترین ستاره کهکشان راه شیری چه نام دارد؟
حیات در سیاره‌های اطراف ستاره‌های کوتوله قرمز
شواهد جدید نشان می‌دهد که پیدا کردن حیات در سیاره‌های منظومه‌های کوتوله قرمز بسیار بعید است. علی‌رغم تعداد زیاد و طول عمر طولانی این ستاره‌ها، عوامل متعددی وجود دارد که ممکن است زندگی در سیاره‌های اطراف یک کوتوله قرمز را دشوار یا غیر ممکن کند:
۱. سیاره‌ها در منطقه قابل سکونت یک کوتوله قرمز آن‌قدر به ستاره مادر نزدیک می‌شوند که احتمالا در گرانش آن به دام افتاده‌اند و یک طرف سیاره در روشنایی دائمی روز و طرف دیگر در شب ابدی خواهد بود. در چنین شرایطی شکل‌گیری حیات مشابه آنچه که در زمین رخ داده است، دشوار و تا حدی غیرممکن خواهد بود.
۲. یک مشکل بزرگ در جو این سیاره‌ها که با ستاره مادر خود قفل گرانشی دارند وجود می‌آید؛ ناحیه‌ای که همیشه شب است، بسیار سرد بوده و گازهای جو آن منجمد می‌شود. این ناحیه در برابر ناحیه‌ای که همیشه روز است، فاقد اتمسفر و جهانی خشک خواهد بود. بنابراین سیاره‌های واقع در کمربند حیات کوتوله‌های سرخ احتمالا دنیاهای فاقد حیات خواهند بود.
رده‌بندی ستارگان
ستارگانی که هیدروژن را از طریق هم‌جوشی حرارتی می سوزانند، بر اساس دمای سطحشان به ده نوع طیفی طبقه‌بندی می‌شوند. این ستارگان همچنین در نمودار هرتزسپرونگ-راسل (Hertzsprung-Russell Diagram) قرار دارند که درخشندگی ستارگان را بر اساس دما ترسیم می‌کند. کوتوله‌های سرخ سردترین ستاره‌های رشته اصلی با دمای سطحی حدود ۲۰۰۰ تا ۳۵۰۰ کلوین و کم‌نورترین ستاره‌ها با درخشندگی بین ۰/۰۰۰۱ تا ۰/۱ برابر خورشید هستند.
ستارگان را از نظر طیفی به رده‌های O, B, A, F, G, K, M, R, N, S طبقه‌بندی می‌کنند. ترتیب تقسیم‌بندی از گرم‌ترین ستاره به سردترین است؛ یعنی رده O درخشان‌ترین و داغ‌ترین ستارگان و رده S کم‌نورترین و سردترین ستاره‌ها را شامل می‌شود. بر این اساس، خورشید که یک ستاره تقریبا میان‌سال است در رده G قرار دارد. ستارگان کوتوله سرخ در رده M قرار می‌گیرند.
منظور از رشته اصلی چیست؟
در اخترشناسی به منحنی‌ای در نمودار هرتسپرونگ-راسل که بیشتر ستارگان در آن قرار دارند، رشته اصلی می‌گویند. ستارگان این رشته، ستاره‌هایی هستند که بین درخشندگی، اندازه و دمای آن‌ها رابطه پایداری وجود دارد. تمام ستارگانی که تازه متولد شده‌اند روی رشته اصلی نمودار قرار هرتسپرونگ-راسل قرار می‌گیرند.
