En busca de una estrella superbrillante y superestable

Hace mucho tiempo, hice una pregunta sobre cómo hacer posible convertir los nueve reinos de la mitología nórdica (Midgard, Asgard, Vanaheimr, Jotunheimr, Alfheimr, Hel, Nidavellir, Niflheim y Museplheim) en nueve mundos reales lo suficientemente habitables para que se forme la vida. . Manteniéndose fieles a la mitología original, estos nueve mundos orbitan un sistema estelar trinario correctamente llamado "Odín", "Vili" y "Ve". Originalmente, iban a ser estrellas de secuencia principal de tipo K, o "enanas naranjas". Los astrónomos que buscan vida extraterrestre siempre están entusiasmados con las enanas naranjas por las siguientes razones:

  1. Viven vidas más largas que las estrellas de secuencia principal de tipo G ("enanas amarillas") como nuestro sol: de 20 a 70 mil millones de años, a diferencia de los 10 mil millones de nuestro sol.
  2. Emiten una cantidad limitada de radiación ultravioleta, lo cual es un problema lo suficientemente grande para las enanas amarillas, pero aún peor para las enanas rojas, ya que la radiación UV puede dañar el ADN y, por lo tanto, dificultar la aparición de vida basada en ácidos nucleicos.

Al principio, Odín, Vili y Ve iban a ser enanos naranjas, pero se me presentó un problema: combinados, los tres tienen suficiente luminosidad para crear una zona habitable de aproximadamente 0,6 AU de ancho, en traducción, 55,800,000 millas, Demasiado apretado para caber en nueve planetas similares a la Tierra a la vez.

Entonces, en lugar de una enana naranja, estoy buscando un tipo diferente de estrella para los tres hermanos, una que tenga los dos beneficios enumerados de las enanas naranjas pero con características adicionales de una masa más alta (1.2-12 masas solares, por ejemplo) y una mayor luminosidad (por ejemplo, suficiente para crear una zona habitable, digamos, 150 millones de millas de ancho, aproximadamente). ¿Existiría tal estrella?

Dado que etiquetó este orbital-mechanics , sería negligente si no señalara que le resultará muy difícil lograr que algo entre en una órbita estable incluso alrededor de una estrella binaria, y mucho menos alrededor de tres estrellas que orbitan alrededor de un baricentro común.
@Alexander El enlace no dice nada sobre la esperanza de vida del tipo F.
@JohnWDailey El plural de enano naranja es, de hecho, enanos naranjas. 'Dwarves' es puramente un tolkienismo.
Los enanos naranjas son humanoides ficticios que se caracterizan por su baja estatura y su espesa barba. Las estrellas son enanas anaranjadas fs .
Jotunheim (reino de hielo, hogar de los Gigantes de Hielo) y Muspelheim (reino de fuego) podrían estar fuera de lo que actualmente llamas una "zona habitable", de ahí las temperaturas extremas.
@Chronocidal En primer lugar, Niflheim es el reino del hielo, no Jotunheim. En segundo lugar, el hecho de que estuvieran habitados en el mito nórdico original significa que están justo en los límites de la zona habitable.
@JohnWDailey El hecho de que esté fuera de lo que los humanos llamarían "habitable", no significa que otras especies no estén en desacuerdo.
@AlexP Dwarf es enano. "Dwarves" tiene más sentido en el idioma inglés porque el plural de "elf" es "elves", shelf "shelves", wharf "wharves", half "halves".
@ArkensteinXII Dwarf es enano. "Dwarves" tiene más sentido en el idioma inglés porque el plural de "elf" es "elves", shelf "shelves", wharf "wharves", half "halves".
@JohnWDailey ¿Desde cuándo el idioma inglés ha sido consistente? Ja ja.
@ArkensteinXII De cualquier manera, una u otra. No puedes tener ambos.

Respuestas (3)

Quieres un trío de enanos de helio.

Por el momento, tales estrellas son teóricas. El universo no ha existido el tiempo suficiente para que se forme de forma natural. Podrían existir en un futuro muy lejano o construirse con tecnología de levantamiento de estrellas.

Las enanas de helio se forman a partir de enanas rojas de gran masa o enanas naranjas de baja masa (estrellas de alrededor de 0,5 masas solares) que han agotado la mayor parte de su hidrógeno, pero no son tan masivas como para que un destello de helio las convierta en gigantes rojas. Críticamente, deberían ser completamente convectivos, para que no obtenga un núcleo de helio puro que pueda subir todo a la vez. Su masa está dominada por helio en lugar de hidrógeno, de ahí el nombre.

Eventualmente, se espera que una enana roja de gran masa evolucione a una enana azul , de tipo espectral O o B. Sin embargo, llegar allí desde la etapa M o K implica que, en algún momento, una enana de helio debería tener un espectro similar al de una enana amarilla normal como el Sol, como se describe en el episodio de PBS Spacetime sobre la estrella al final de los tiempos . Será menos luminosa simplemente debido a su área de superficie más pequeña, pero más luminosa que una pequeña enana naranja de clase K, y tienes tres de ellas. Y deberían durar muchos miles de millones de años.

No aparecen en Google. ¿Estás seguro de que la gente ha teorizado sobre los enanos de helio?
@JohnWDailey Estoy bastante seguro, aunque parece que no recordé algunos detalles. Aparentemente, lo que quieres buscar es "enana azul": en.wikipedia.org/wiki/Blue_dwarf_(red-dwarf_stage) Lógicamente, una enana azul debe haber pasado por una etapa espectral G en el camino, pero editaré para dejar eso más claro.

El espectro de una estrella de la secuencia principal resulta principalmente de la temperatura de la superficie, que está controlada por la masa de la estrella. A medida que aumenta la masa, la estrella arde más y, a medida que aumenta la temperatura, una mayor parte de la salida estelar se encuentra en longitudes de onda más altas, como la UV.

La vida útil de estas estrellas también resulta de la masa. Con el aumento de masa y, por lo tanto, el núcleo ardiente más caliente, la estrella gasta hidrógeno más rápidamente.

Entonces, la respuesta a su pregunta es: No. La vida útil y la salida de radiación más amigable de las enanas naranjas de clase K es el resultado de su baja masa. Aumentar la masa de tus estrellas cambiará directamente estas propiedades.

Afortunadamente, recientemente se hizo una pregunta relacionada:

¿Cuál es el número máximo teórico de planetas habitables en un sistema solar? 1

Y hay un par de respuestas, incluida una respuesta mía muy larga que puede resultarle muy informativa, aunque concluye que la pregunta no tiene una respuesta segura.

No estoy seguro si imaginas que se supone que tus nueve planetas orbitan alrededor de tus tres estrellas, o si quieres que cada una de las tres estrellas esté orbitada por tres planetas.

Sugiero que cada una de sus tres estrellas, Odín, Ve y Vili, podría tener tres planetas habitables orbitando en sus tres zonas habitables circunestelares separadas. Ve y Vili podrían ser un binario con una separación mínima de al menos mil millones de millas, dejando espacio para órbitas estables en sus zonas habitables circunestelares separadas. Odin podría orbitar al menos a diez mil millones de millas de distancia de Ve y Vili, por lo que tendría aún más espacio para órbitas estables en su zona habitable circunestelar separada.

Es posible que Odín sea más masivo que Ve o Vili, y posiblemente incluso más masivo que ambas estrellas juntas. Pero Odin no puede ser mucho más masivo que Ve o Vili, ya que Ve y Vili tienen que ser lo suficientemente masivos para tener planetas habitables y Odin no puede ser demasiado masivo para tener planetas habitables, porque si Odin era demasiado masivo, y por lo tanto demasiado joven, tener planetas habitables, y se formaron al mismo tiempo que Ve y Vili, Ve y Vili también serían demasiado jóvenes para tener planetas habitables todavía. La única excepción podría ser si Odin se formó por separado e independientemente miles de millones de años después de Ve y Vili, y un encuentro casual posterior entre Odin y el binario Ve y Vili formaron el sistema triple (y Odin todavía no tendría planetas habitables).

O es posible que desee tener a Ve y Vili muy juntos, a unos 5 o 10 millones de millas de distancia, y tener planetas orbitando a ambos en su zona habitable circunestelar combinada. Si Ve y Vill son idénticas, su zona habitable circunestelar combinada debería tener aproximadamente 1,41 veces las dimensiones de una zona habitable para solo uno de ellos.

En ese caso, Ve y Vili combinados podrían tener seis planetas en su zona habitable, y Odín podría tener tres, o Ve y Vili podrían tener los nueve planetas habitables en su zona habitable circunestelar combinada.

Hay casos conocidos en los que los planetas orbitan alrededor de una estrella en un sistema binario cuando las dos estrellas están lo suficientemente separadas (llamada órbita tipo S), y casos conocidos en los que los planetas orbitan ambas estrellas en un sistema binario donde las dos estrellas están lo suficientemente cerca entre sí ( llamada órbita circumbinaria o de tipo P).

https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems 2

Pero no hay casos conocidos en los que tres estrellas en un sistema triple estén lo suficientemente cerca como para que los planetas puedan tener órbitas estables en una zona habitable alrededor de las tres estrellas. En todos los sistemas estelares triples conocidos, la tercera estrella orbita a una distancia demasiado grande de las otras dos estrellas para que sea posible una triple zona habitable.

Edité mi respuesta para adiciones y correcciones el 18-07-2019.

Tener la tercera estrella en una órbita amplia, fuera de los planetas, en realidad podría ser mejor para ampliar la zona habitable, ya que proporcionaría un calentamiento periódico desde el otro lado. Es decir, una zona exterior que es demasiado fría considerando solo la luz de la estrella solitaria o del par puede calentarse lo suficiente cuando se suman sus contribuciones.
@Logan R Kearsley Desafortunadamente, la iluminación de una estrella disminuye con el cuadrado de la distancia, y existe un rango posible comparativamente estrecho en la luminosidad de las estrellas en un sistema con planetas habitables. Si la estrella exterior tiene la misma luminosidad que la interior y está al menos cinco veces más lejos de los planetas que la estrella interior, daría solo 0,04 de luz y calor, o menos, a los planetas. Por lo tanto, es posible que una estrella exterior brinde luz y calor significativos a los planetas, pero esa sería probablemente una situación rara.
Sí, lo sé. Pero un aumento del 4% sigue siendo un aumento. Tal vez no ampliaría la zona habitable lo suficiente como para importar, pero la ampliaría un poco.
@Logan R. Kearsley En la mayoría de los casos, una estrella exterior estaría mucho más de 5 veces más allá de la zona habitable de la (s) estrella (s) interior (es) y, por lo tanto, daría mucho menos calor que el 4 por ciento a los planetas en esa zona. Pero en algunos casos, la estrella exterior podría estar a solo 5 veces la distancia de la zona habitable, posiblemente incluso menos. También es teóricamente posible que una estrella exterior sea un poco más luminosa que la(s) estrella(s) interior(es), pero no mucho más si la(s) estrella(s) interior(es) son brillantes y la otra sigue siendo la secuencia principal. Pero como dices, todo ayuda.
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