¿Qué tipo de estrella debo usar para mi mundo?

Reduciré tu lista hablando de todas las estrellas que no deberías usar. Encontrará que le da un rango bastante estrecho.

Comencemos con las emocionantes: las estrellas de neutrones . Estos son, técnicamente, remanentes estelares, restos de estrellas masivas que explotaron en supernovas. Las supernovas, en general, no son buenas para los planetas o, de hecho, para cualquier cosa que esté cerca de la estrella. Dado que los planetas se formarían temprano en la vida de una estrella (y por lo tanto antes de la supernova), en muchos casos es poco probable que un planeta sobreviva. Sin embargo, solo para jugar con nosotros (!), Hay muchos casos en los que los planetas de alguna manera sobrevivieron a una supernova. Cuando la estrella de neutrones central es un púlsar , estos planetas se conocen como planetas púlsar . Entonces, en realidad, esposible que existan planetas alrededor de estrellas de neutrones. Si la estrella de neutrones es un púlsar, el planeta puede estar bañado en suficiente radiación como para que la vida no pueda existir, pero quizás la vida tenga una oportunidad si la estrella de neutrones no es un púlsar.

A continuación: una enana blanca . Las enanas blancas (o enanas , según su preferencia personal) también son remanentes estelares. Son los restos de estrellas como nuestro Sol, que se han desprendido de sus capas exteriores como una nebulosa planetaria y ahora son simplemente los pequeños restos de sus antiguos núcleos. Los planetas pueden existir alrededor de enanas blancas; de hecho, se cree que Marte y todos los planetas más allá seguirán girando alrededor del Sol durante un período de tiempo después de que se convierta en una enana blanca (la Tierra, Venus y Mercurio probablemente serán tragados). La vida en Europa podría tener una oportunidad cuando la estrella se expanda en su gigante rojafase, antes de convertirse en una enana blanca. Como enana blanca, no habrá mucha luz para ayudar a brillar en Europa; de hecho, el Sol se enfriará y se convertirá en una enana negra , pero Europa podría albergar vida temporalmente.

Ahora voy a ir a las supergigantes . Estas son las más grandes de todas, las estrellas de clase O y B. Viven vidas cortas pero emocionantes, a menudo solo diez millones de años (para poner eso en perspectiva, nuestro Sol ha estado en la secuencia principal durante unos 4.500 millones de años y vivirá unos pocos miles de millones más). Son extremadamente masivos y muy calientes. Los planetas pueden o no formarse aquí; puede ser difícil detectarlos. En cualquier caso, la vida compleja ciertamente no se formará en los planetas alrededor de las supergigantes, debido a su corta vida útil. Pasan diez millones de años y ¡fft! Obtienes una supernova.

Las siguientes en la tabla son las estrellas más parecidas al Sol: piense en las estrellas G , F o K (las estrellas A son más masivas y gigantes a lo largo de su vida). Estas son las estrellas que emocionan a la gente, porque muchas son análogas solares , estrellas como nuestro Sol. Tienen un gran potencial para albergar vida, y muchos piensan que una estrella como esta debería ser nuestro primer objetivo para un viaje interestelar.

Otro tipo de estrella genial (juego de palabras) son las enanas rojas . Estas son estrellas de baja masa. Son fríos, pequeños y longevos, con una vida útil potencial de billones de años. Podrían tener exoplanetas, de hecho, muchos de los que hemos descubierto los tienen, y por lo tanto podrían albergar vida, si el exoplaneta se encuentra dentro de la zona habitable de la estrella. Proxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro sistema solar, es una enana roja.

Entonces, de todos los tipos básicos de estrellas, elegiría una estrella similar al Sol o una enana roja. Tienen las mejores posibilidades de albergar vida, en comparación con otros tipos de estrellas.

Como @celtschk señaló en un comentario anterior, puede cambiar el período orbital del planeta a lo que quiera simplemente cambiando la distancia a la que se encuentra de la estrella. Esta es la respuesta más simple que obtendrá a esa pregunta. Sin embargo, para hacerlo más complicado, señalaré que si quieres que se desarrolle vida en ese planeta, tienes algunas limitaciones. La órbita del planeta debe estar dentro de la zona habitable de la estrella. Para las enanas rojas, eso significa que el planeta debe estar razonablemente cerca, por lo que un año equivalente a 365 días terrestres puede no ser posible en todos los casos.

Aclararé el ángulo de la enana marrón aquí, porque hay que hacer una distinción importante entre las enanas marrones y otras estrellas. Las enanas marrones son "estrellas fallidas": no son lo suficientemente masivas como para sostener la fusión de hidrógeno-1. Están técnicamente designados como "objetos subestelares" y se han confundido con grandes planetas. Sus masas pueden variar desde 13 masas de Júpiter hasta 70-80 masas de Júpiter. Debido a que no se someten a la fusión de hidrógeno-1, no emiten mucha luz, por lo que serían malas elecciones para albergar vida, a menos que una enana marrón estuviera orbitando alrededor de otra estrella.

El concepto en el que deberías fijarte se conoce popularmente como La Zona de Ricitos de Oro . Lo que se reduce a (sin juego de palabras) es una fórmula que le dice cuál es el posible rango de radios orbitales donde el agua líquida puede ocurrir naturalmente y, por lo tanto, un planeta donde el agua está presente puede sustentar la vida. Puede encontrar esta zona para la mayoría de cualquier clase de estrella.

La única advertencia aquí es que hay dos parámetros que debe vigilar (ambos también se pueden leer en el diagrama de Herzsprung-Russel mencionado en el artículo que vinculó), y son la temperatura efectiva y la masa total.

La masa es importante porque te permitirá calcular el período orbital (= la duración del año planetario) para un planeta que orbita a una distancia determinada de la estrella central. Se puede obtener una estimación simple usando una fórmula simple obtenida invirtiendo la tercera ley de Kepler . Sin embargo, tenga en cuenta que solo se mantiene cuando la masa del planeta es mucho menor que la masa de la estrella. Lo más probable es que este sea el caso en su escenario, solo incluyo esto en caso de que decida optar por uno de los extremos del espectro.

La temperatura efectiva es importante porque te indica el perfil espectral de la luz emitida por la estrella, así como la energía total. Como regla general, las estrellas más calientes tenderán hacia frecuencias más altas y una mayor producción de energía radiante total.

Dado que necesita obtener algo en el vecindario de 1000 W/m^2 de radiación entrante para obtener agua líquida, el corolario de esta regla es que las estrellas más calientes aparecerán más pequeñas cuando se vean desde el planeta, ya que debe estar más lejos de ellas. para obtener el mismo resplandor entrante.

Las estrellas que son más calientes y, por lo tanto, irradian más en frecuencias más altas, también tendrán una salida UV significativamente mayor, lo que hace que la luz de las estrellas sea potencialmente peligrosa para los humanos. Esto empeora mucho a medida que se llega a las estrellas supercalientes y las estrellas de neutrones, que emitirán cantidades significativas de rayos X y radiación gamma, lo que probablemente hará que la superficie sea inhóspita.

Curiosamente, se realizaron investigaciones serias sobre cómo se vería la luz solar en planetas extrasolares similares a la Tierra. El artículo principal es Predicting Sky Dome Appearance on Earth-like Extrasolar Worlds, Wilkie & Hošek, SCCG 2013. Puede leer el artículo, o al menos echar un vistazo a las imágenes para tener una idea visual aquí .

Independientemente de cuán caliente o fría sea la estrella, siempre puede colocar un planeta en condiciones climáticas aceptables simplemente colocándolo a la distancia correcta. Esto afectará la duración del año: para la pequeña estrella fría, el planeta debe estar más cerca, por lo que el año será más corto (ver período orbital ). Esto depende mucho menos de la masa del planeta, ya que de todos modos es muy ligero en comparación con la estrella.

Como la vida tarda mucho tiempo en evolucionar, probablemente debería ser una estrella estable de la secuencia principal , que quema hidrógeno, no helio ni nada por el estilo. Otras etapas de la evolución estelar (como las gigantes rojas o las enanas que se enfrían) pueden ser demasiado cortas para crear vida "desde cero", pero aún encajarían si el planeta hubiera sido colonizado más tarde.

Los planetas del tamaño de la Tierra pueden existir alrededor de cualquier tipo de estrella; sin embargo, si lo que quiere decir con "similar a la Tierra" es "un planeta en el que podríamos vivir", entonces las especificaciones se vuelven mucho más estrechas.

Una estrella pequeña, como una enana roja, vive durante mucho tiempo, pero puede ser volátil e impredecible de un año a otro. E incluso si encontrara una enana roja particularmente estable, estaría limitado por el hecho de que las enanas rojas son más frías que las estrellas similares al sol (F, G o K). Para mantener temperaturas similares a las de la Tierra, el planeta necesitaría una atmósfera muy espesa (lo que provocaría una alta presión en la superficie) o tendría que estar muy cerca de la estrella (lo que provocaría un bloqueo de las mareas que haría que un lado del planeta se calentara mucho). y el otro lado muy frío). En resumen, sería posible, pero muy difícil, que existiera vida en un planeta que orbita alrededor de una enana roja.

Las estrellas más grandes, por otro lado, tienen vidas cortas. Podría existir un clima similar al de la Tierra (el año sería mucho más largo que 365 días, ya que el planeta tendría que tener una órbita más amplia para compensar una estrella madre más caliente), y el planeta ciertamente podría ser habitable durante unos pocos millones de años. pero ese es el problema: solo duraría unos pocos millones de años. Entonces, si solo está hablando de personas que visitan la Tierra, un planeta alrededor de una estrella grande podría ser una buena opción. Pero no espere que tenga una rica y completa historia de vida como la que vemos en la Tierra.

El problema de usar estrellas más masivas que la nuestra no es el calor: como muestran otras respuestas, simplemente aumente la distancia. El problema es la vida útil acelerada. Si una estrella no permanece en una secuencia principal tranquila durante miles de millones de años, no tendrá tiempo para la evolución.

Puede encontrar diagramas de la edad a la que varios tipos espectrales (o masas) se quedan sin combustible. Si quieres algo más exótico, busca los más grandes que brinden una edad adecuada.

El problema con las estrellas pequeñas (enanas rojas), además de tener que acercarse mucho y lidiar con el bloqueo de las mareas, ¡es que brillan todo el tiempo! Sin embargo, son abundantes, así que tal vez esa sea la norma.

Entonces, para un planeta similar a la Tierra con una biosfera compleja nativa, use una estrella como la nuestra.