Наивные вопросы о звёздной эволюции

[SABANEEV]

Миллион лет. Так мало. А во сколько раз они были ярче Солнца?
Интересно, когда мощности телескопов позволят их увидеть.

[Pphantom]

SABANEEV в сообщении #1396975 писал(а):

Миллион лет. Так мало.

Это и для нынешних массивных звезд примерно характерное время жизни.

SABANEEV в сообщении #1396975 писал(а):

А во сколько раз они были ярче Солнца?

В оптике - порядков на 5-6.

SABANEEV в сообщении #1396975 писал(а):

Интересно, когда мощности телескопов позволят их увидеть.

Как отдельные объекты - не в ближайший век.

[Anton_Peplov]

Вопрос № 2. Изменение светимости звезды с возрастом.

Всю жизнь был уверен, что светимость любой звезды только увеличивается со временем, от стадии протозвезды до стадии красного (сверх-)гиганта.

Однако наткнулся на любопытный релиз NASA. Речь о землеподобной планете GJ 1132b с периодом около 1,5 суток. Пафос статьи (arXiv) в том, что GJ 1132b - это якобы ядро субнептуна, испарившегося из-за близости к звезде (красному карлику GJ 1132). Ну ок. Однако сейчас "Хаббл" наблюдает у GJ 1132b спектральные линии атмосферы. Авторы статьи предполагают, что это вторичная атмосфера, появившаяся из-за вулканических выбросов. И она вроде как пребывает в равновесии, потому что звезда (ровесник Солнца) с того времени стала прохладнее (what?).

Цитата:

“How many terrestrial planets don’t begin as terrestrials? Some may start as sub-Neptunes, and they become terrestrials through a mechanism that photo-evaporates the primordial atmosphere. This process works early in a planet’s life, when the star is hotter,” said lead author Mark Swain of JPL. “Then the star cools down and the planet’s just sitting there. So you’ve got this mechanism where you can cook off the atmosphere in the first 100 million years, and then things settle down. And if you can regenerate the atmosphere, maybe you can keep it.”

(выделение моё).

Собственно вопрос: действительно ли только что образовавшийся красный карлик горячее, чем он же 4,5 млрд лет спустя? Если да, то почему, и откуда цифра в 100 млн лет? Если нет, то что я не так понял?

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1508796 писал(а):

Всю жизнь был уверен, что светимость любой звезды только увеличивается со временем, от стадии протозвезды до стадии красного (сверх-)гиганта.

Нет, это неверно. "Посадка" звезды на главную последовательность происходит на диаграмме Герцшпрунга-Рассела "сверху", на стадии протозвезды она тусклеет, минимуму светимости (до самых поздних стадий эволюции) соответствует примерно момент начальной ГП.

[Anton_Peplov]

Pphantom в сообщении #1508812 писал(а):

на стадии протозвезды она тусклеет

При сжатии протозвезды мы имеем, очевидно, два противоположно влияющих на светимость эффекта: уменьшение площади и рост температуры. Я правильно понял, что первый перевешивает?

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1508814 писал(а):

При сжатии протозвезды мы имеем, очевидно, два противоположно влияющих на светимость эффекта: уменьшение площади и рост температуры. Я правильно понял, что первый перевешивает?

Да, причем сильно.

[Anton_Peplov]

О, картинку нашёл. Эволюционный трек Солнца на диаграмме Герцшпрунга-Рассела до выхода на главную последовательность. Отсюда.

-- 12.03.2021, 12:14 --

P.S. Надо обратить внимание, что температура по нижней оси возрастает справа налево, и красный холоднее голубого (а то я сначала недоумевал).

(Оффтоп)

Что холоднее, красный или голубой? Это был быстрый тест на то, астроном вы или метеоролог.

[Pphantom]

Да, примерно так, только трек тут весьма условный и, как следствие, гладкий, а в реальности на участке, соответствующем на этой картинке сжатию примерно от $10 R_\odot$ до $1 R_\odot$, звезду весьма заметно "трясет", вместо одного изображенного тут загиба получается целая "шумовая дорожка".

[diletto]

Pphantom в сообщении #1508820 писал(а):

Да, примерно так, только трек тут весьма условный и, как следствие, гладкий, а в реальности на участке, соответствующем на этой картинке сжатию примерно от $10 R_\odot$ до $1 R_\odot$, звезду весьма заметно "трясет", вместо одного изображенного тут загиба получается целая "шумовая дорожка".

Как интересно... Но что бы им стоило пририсовать ещё и временнУю шкалу...
А эта тряска не играет ли заметную роль в образовании планет как компактных объектов? Вроде бы считается, что древнейшим твёрдым породам на Земле примерно столько же лет, сколько Солнцу как звезде Главной последовательности...
Хотя что это я... Гравитацию же не трясёт, несмотря на тряску размеров. А колебания температуры, наверное, незначительны на радиусах планетных орбит.

[Pphantom]

diletto в сообщении #1508886 писал(а):

А эта тряска не играет ли заметную роль в образовании планет как компактных объектов?

По-видимому, скорее нет.

[Xugin]

Anton_Peplov в сообщении #1508796 писал(а):

ядро субнептуна, испарившегося из-за близости к звезде

А этот процесс что из себя представляет, это можно "увидеть"? Звёздный ветер выдувает пылевой джет от испаряемой планеты, как Солнце от кометы хвост?

[Anton_Peplov]

Да, образуется газовый хвост типа кометного, и в спектральных линиях можно это увидеть. Вот, например, статья в Nature с говорящим названием A giant comet-like cloud of hydrogen escaping the warm Neptune-mass exoplanet GJ 436b. Только насчёт роли именно звёздного ветра я не уверен. Основной механизм улетучивания атмосферы - это всё-таки нагрев излучением звезды. А вытянутый от звезды хвост получается, имхо, скорее из-за давления излучения, нежели звёздного ветра (пусть Pphantom поправит, если что).

[Xugin]

Anton_Peplov в сообщении #1508907 писал(а):

и в спектральных линиях можно это увидеть.

Значит ли это что спектр звезды с подобной близкой планетой будет периодически затменно-переменным? Так очень дальние экзоплатнеты обнаруживать можно?

[Anton_Peplov]

Xugin в сообщении #1508912 писал(а):

Значит ли это что спектр звезды с подобной близкой планетой будет периодически затменно-переменным?

Это значит, что при транзите планеты и некоторое время после него к спектру звезды примешиваются линии поглощения испаряющейся атмосферы.
Собственно, линии поглощения просвечиваемой насквозь атмосферы при транзите - это обычный способ изучения атмосфер экзопланет, даже не испаряющихся. Когда атмосфера испаряется, облако газа вокруг планеты протяжённее, и, соответственно, линии видны дольше.

Xugin в сообщении #1508912 писал(а):

Так очень дальние экзоплатнеты обнаруживать можно?

Это не метод обнаружения экзопланет. Это метод исследования экзопланет, которые уже обнаружены, и наблюдатели знают, куда смотреть и как обрабатывать данные. Поиск неизвестных планет таким способом обсуждается, но, по-моему, ещё ни одну планету так не нашли.

Планеты открывают иначе. Из известных на сегодняшний день примерно 4600 планет 3400 открыто методом транзитов (планета частично затмевает звезду и вызывает периодические падения блеска) и 900 - методом лучевых скоростей (допплеровский сдвиг выдаёт "пританцовывание" звезды из-за притяжения планеты). Остаток приходится на остальные методы, которых больше десятка.

Xugin в сообщении #1508912 писал(а):

Так очень дальние экзоплатнеты обнаруживать можно?

Почти все известные экзопланеты находятся, по-моему, в пределах 300 парсек от Земли. Дальше точности методов не хватает. Исключение - планеты, обнаруженные методом гравитационного микролинзирования. Там и килопарсеки бывают, но сам этот метод не очень хорош ввиду невоспроизводимости (события микролинзирования повторяются слишком редко).

Про предельную дальность планет, у которых можно изучать атмосферу по спектральным линиям, я точно не знаю. В пределах 30 парсек ещё изучают. Но думаю, что дальше 50 парсек ловить нечего.

[Pphantom]

Anton_Peplov в сообщении #1508907 писал(а):

пусть Pphantom поправит, если что

А нечего тут поправлять, все правильно.