Gyorskeresés

Vörös törpék 466

A vörös törpék a HRD fősorozat legkisebb tömegű csillagai. Fő tulajdonságaik:

állapotjelző érték
tömeg 0,073 – 0,5 naptömeg
a Nap tömegének 7,5 – 50 %-a
75 – 500 jupitertömeg
felszíni hőmérséklet 2500 – 4000 K (a Napé 5800 K)
maghőmérséklet 3 – 5 millió K (a Napé 15,7 millió K)

luminozitás

10-1 – 10-4-szerese a Napénak
fúziós időszak 1010 – 1013 év

A vörös törpékben a maghőmérséklet már eléri a hidrogén héliummá fuzionálásához szükséges 3 millió K-t. Sok milliárd éven át pp-ciklusokkal termelik a hőt. De sosem indul be bennük további, nagyobb elemekkel zajló fúzió (a következő lenne a triplaalfa folyamat: \(3\ {}^4He\to {}^{12}C\)). Ugyanis túl kicsi a tömegük, hogy a gravitációs összehúzódás képes legyen eléggé felforrósítani őket a héliumfúzióhoz szükséges 100 millió K-re.

A fősorozatbeli állapotukban igen hosszú ideig tartózkodnak, tipikusan sok milliárd éven át, akár 6000 milliárd évig is. Ennek oka nemcsak az, hogy a Napéhoz képest kisebb maghőmérséklet miatt lassabban fogyasztják a fúziós üzemanyagot, a hidrogént, hanem az is, hogy a vörös törpéknél nagyobb tömegű csillagok (0,5 naptömeg fölöttiek) esetében az élettartam nagy része alatt csak a csillagmagban zajlik a \(H\to He\) fúzió, a külsőbb rétegekben nem (oda csak a viszonylag rövid vörös óriás illetve vörös szuperóriás fázisban terjed ki a hidrogénfúzió). Ez amiatt van, mert a vörös törpékben a kisebb gravitáció miatt a konvekció (hőáramlás) az egész csillagra kiterjed, vagyis az anyagáramlások folyamatosan behordják a fúzióhoz elég meleg magba a külső részek hidrogénját és kihordják a magból a termelődő héliumot. Így egyrészt nem alakul ki a "héliummérgezés" (a \(H\to He\) fúziót már gátló magas héliumkoncentráció), másrészt a vörös törpe z összes hidrogénját képes elhasználni. Ezek eredményeképpen nagyon sokáig tart a \(H\to He\) fúziós időszakuk.

A vörös törpék és a barna törpék megkülönböztetése nehéz, mivel a barna törpék a fúziós szakaszuk kezdetén (átmenetileg) akkora felszíni hőmérsékletűek, mint a hidegebb vörös törpék.

A vörös törpék fejlődésének kései, végső szakaszáról megfigyelésen alapuló adatunk elvileg sem lehet, mivel az Univerzum még csak kb. 13,7 milliárd éves, így a vörös törpék egyike sem ért még el a hidrogénfúziós korszakának ("fénykorának") a végére.

A feltételezések szerint nagyon hosszú idő múlva a vörös törpékből is fehér törpék lesznek, de általunk eddig meg nem figyeltek fajtájú fehér törpék, amiknek anyaga hélium lesz. A jelenleg megfigyelhető fehér törpék ugyanis nem vörös törpékből keletkeztek, hanem a Naphoz hasonló fősorozati csillagokból, miután azok átmentek a vörös óriás fázison, majd összeroskadva (a gravitációtól felforrósodva 100 millió K fölé) a héliumtartalmuk tovább fuzionált szénné.