K型主系列星

K型主系列星
正式にはアルサフィと名付けられた、りゅう座シグマ星は、K 型主系列星です。
特徴
タイプ中小型主系列星のクラス
質量範囲0.59～0.88 M ☉
温度3,930～5,270 K
平均光度0.079～0.46 L ☉
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K型主系列星[a]は、スペクトル型がKである主系列（中心核で水素を燃焼している）星です。光度クラスは通常Vです。これらの星は、赤色矮星と黄色矮星の中間の大きさです。質量は太陽の0.6 倍から 0.9 倍、表面温度は3,900 K から 5,300 Kです。[1]これらの星は、その安定性と長寿命のため、地球外生命の探索において特に興味深いものです。これらの星は、最大 700 億年間主系列にとどまりますが、これは宇宙が存在してきた時間（138 億年）よりもはるかに長い時間です。そのため、主系列を離れるのに十分な時間があった星はありません。[2]よく知られている例としては、アルファ ケンタウリB（K1 V）、イプシロン インディ（K5 V）、イプシロン エリダヌス（K2 V）などがあります。[3]

命名法

現代では、K型主系列星につけられる名称は様々である。明確に定義される場合、後期K型矮星は通常、前期から中期M型星とともに赤色矮星として分類されるが[4] 、赤色矮星はM型星のみに限定される場合もある[5] [6] 。 場合によっては、すべてのK型星が赤色矮星に含まれることがあり[7]、さらに初期の星も含まれることがある[8] 。オレンジ矮星 という用語は、しばしば前期K型星に適用されるが[9]、すべてのK型主系列星に適用される場合もある[10] 。

スペクトル標準星

典型的なK型主系列星の性質[1]
スペクトル型質量
( M ☉ )		半径
（R☉）​		明度
（L☉）​		有効温度
（K）		色指数
（B − V）
K0V0.880.8130.465,2700.82
K1V0.860.7970.415,1700.86
K2V0.820.7830.375,1000.88
K3V0.780.7550.284,8300.99
K4V0.730.7130.204,6001.09
K5V0.700.7010.174,4401.15
K6V0.690.6690.144,3001.24
K7V0.640.6300.104,1001.34
K8V0.620.6150.0873,9901.36
K9V0.590.6080.0793,9301.40

改訂版ヤーキス・アトラス・システム（ジョンソン＆モーガン 1953）[11]には12個のK型矮星スペクトル標準星が記載されているが、その全てが今日まで標準星として残っているわけではない。K型主系列矮星におけるMK分類システムの「アンカーポイント」、すなわち長年にわたり変更されていない標準星は以下の通りである。[12]

その他の主要なMK標準星には以下のものがある: [13]

いくつかの文献（例えばJohnson & Morgan 1953、[14]、 Keenan & McNeil 1989 [13]）に示された例に基づくと、多くの著者はK7 VとM0 Vの間の段差を単一の区分とみなしており、K8とK9の分類はほとんど見られない。HIP 111288（K8V）やHIP 3261（K9V）といった少数の例は定義され、使用されている。[15]

惑星

これらの恒星は、主系列上で非常に長期間（太陽の100億年に対し、170億～700億年）安定しているため、地球外生命の探索において特に興味深い存在です。[ 16 ] M型恒星と同様に、これらの恒星は質量が非常に小さい傾向があり、その寿命は極めて長く、地球のような地球型惑星を周回する生命が進化するのに十分な時間を与えてくれます。

惑星を持つことが知られている最も近い K 型恒星には、エリダヌス座イプシロン星、HD 192310、グリーゼ 86、うお座 54 番星などがあります。

K型主系列星はG型主系列星の約3～4倍の豊富さを持つため、惑星探索が容易になります。[17] K型星は、太陽のようなG型星（DNAに損傷を与え、核酸系生命の出現を阻害する可能性がある）に比べて、紫外線やその他の電離放射線の総放出量が少ないです。実際、多くのK型星のピークは赤色に染まります。[18]

M型星は最も多く存在しますが、ハビタブルゾーン軌道上に潮汐固定された惑星を持つ可能性が高く、太陽フレアやコールドスポットを発生させやすく、それらが近くの岩石惑星に衝突しやすく、生命の発達を著しく困難にする可能性があります。また、K型星は高温であるため、ハビタブルゾーンもM型星よりもはるかに広くなっています。これらの理由から、太陽系外惑星や地球外生命の探索において、K型星は最も有望な星と言えるでしょう。

放射線の危険

61 Cygni、K型連星系

K型矮星は総紫外線放射量が低いにもかかわらず、その惑星が居住可能な温度に達するためには、K型矮星の母星に非常に近い軌道を周回する必要があり、総紫外線放射量が低いという利点が相殺されるか、あるいは逆転してしまう。また、K型矮星は、より重いG型星やより軽い初期M型矮星よりも、主系列初期段階においてかなり長期間、危険なほど高いレベルのX線と遠紫外線（FUV）を放射するという証拠も増えている。 [19]この長期にわたる放射線飽和期間は、K型矮星のハビタブルゾーン内を周回する地球型惑星の大気を滅菌、破壊、あるいは少なくとも生命の出現を遅らせる可能性がある。[19] [20]

注記

  1. ^ 「K型矮星」または「オレンジ矮星」とも呼ばれる

参照

参考文献

  1. ^ ab E. Mamajek (2022-04-16). 「現代の平均矮星の色と実効温度系列」 . 2022年5月14日閲覧。
  2. ^ Steigerwald, Bill (2019年3月10日). 「ゴルディロックス星は居住可能な惑星を見つけるのに「ちょうど良い」条件かもしれない」nasa.gov (プレスリリース). NASAゴダード宇宙センター. 2022年12月6日閲覧。
  3. ^ “アルファ・ケンタウリB”.シンバッド。ストラスブール天文学センター。2019年6月5日に取得。
  4. ^ Engle, SG; Guinan, EF (2011). 「赤色矮星：年齢、自転、磁気ダイナモ活動、そしてその周囲に宿る惑星の居住可能性」.第9回環太平洋恒星天体物理学会議. 麗江で開催された会議録. 451 : 285. arXiv : 1111.2872 . Bibcode :2011ASPC..451..285E.
  5. ^ Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R.; Joshi, Manoj M.; Haberle, Robert M. (1999). 「赤色矮星周辺の惑星の居住可能性」.生命の起源と生物圏の進化. 29 (4): 405–24 . Bibcode :1999OLEB...29..405H. doi : 10.1023/A:1006596718708 . PMID  10472629. S2CID  12329736.
  6. ^ Farihi, J.; Hoard, DW; Wachter, S. (2006). 「ハッブル宇宙望遠鏡による白色矮星-赤色矮星系の解像．I. 初成果」.アストロフィジカル・ジャーナル. 646 (1): 480– 492. arXiv : astro-ph/0603747 . Bibcode :2006ApJ...646..480F. doi :10.1086/504683. S2CID  16750158.
  7. ^ Pettersen, BR; Hawley, SL (1989). 「赤色矮星フレア星の分光調査」天文学と天体物理学. 217 : 187.書誌コード:1989A&A...217..187P.
  8. ^ Alekseev, I. Yu.; Kozlova, OV (2002). 「赤色矮星LQ Hydraeの黒点と活動領域」.天文学と天体物理学. 396 : 203– 211. Bibcode :2002A&A...396..203A. doi : 10.1051/0004-6361:20021424 .
  9. ^ Cuntz, M.; Guinan, EF (2016). 「宇宙生物学について：矮小K型星のケース」. The Astrophysical Journal . 827 (1): 79. arXiv : 1606.09580 . Bibcode :2016ApJ...827...79C. doi : 10.3847/0004-637X/827/1/79 . S2CID  119268294.
  10. ^ スティーブンソン、デイビッド・S. (2013). 「主系列底部付近の恒星進化」『深紅の太陽の下で』天文学者の宇宙. pp.  63– 103. doi :10.1007/978-1-4614-8133-1_3. ISBN 978-1-4614-8132-4。
  11. ^ ジョンソン, HL; モーガン, WW (1953). 「改訂版ヤーキス・スペクトル・アトラスにおけるスペクトル型標準のための基礎恒星測光法」.アストロフィジカル・ジャーナル. 117 : 313.書誌コード:1953ApJ...117..313J. doi :10.1086/145697.
  12. ^ Garrison, RF (1993). 「MKスペクトル分類システムのアンカーポイント」アメリカ天文学会大会要旨集. 183.書誌コード:1993AAS...183.1710G.
  13. ^ ab Keenan, Philip C.; McNeil, Raymond C. (1989). 「低温星のための改訂版MK型パーキンスカタログ」.アストロフィジカル・ジャーナル・サプリメント・シリーズ. 71 : 245. Bibcode :1989ApJS...71..245K. doi :10.1086/191373.
  14. ^ ジョンソン, HL; モーガン, WW (1953). 「改訂版ヤーキス・スペクトル・アトラスにおけるスペクトル型標準のための基礎恒星測光法」.アストロフィジカル・ジャーナル. 117 : 313.書誌コード:1953ApJ...117..313J. doi :10.1086/145697.
  15. ^ Pecaut, Mark J.; Mamajek, Eric E. (2013). 「主系列前期星の固有色、温度、およびボロメトリック補正」.アストロフィジカル・ジャーナル・サプリメント・シリーズ. 208 (1): 9. arXiv : 1307.2657 . Bibcode :2013ApJS..208....9P. doi :10.1088/0067-0049/208/1/9. S2CID  119308564.
  16. ^ Shiga, David (2009年5月6日). 「オレンジ色の星は生命にとってちょうど良い」. New Scientist . 2019年6月5日閲覧。
  17. ^ 「オレンジ色の星は生命にとってまさに理想的」ニューサイエンティスト誌、2009年5月6日。 2019年6月5日閲覧。
  18. ^ ヘラー, ルネ; アームストロング, ジョン (2014). 「超居住可能世界」.アストロバイオロジー. 14 (1): 50– 66. arXiv : 1401.2392 . Bibcode :2014AsBio..14...50H. doi :10.1089/ast.2013.1088. PMID  24380533. S2CID  1824897.
  19. ^ ab Richey-Yowell, Tyler; Shkolnik, Evgenya L.; Loyd, RO Parke; et al. (2022-04-26). 「HAZMAT. VIII. K型星の紫外線進化の分光分析：最初のギガイヤーにおけるK型矮星の回転失速に関する追加的証拠」. The Astrophysical Journal . 929 (2). American Astronomical Society : 169. arXiv : 2203.15237 . Bibcode :2022ApJ...929..169R. doi : 10.3847/1538-4357/ac5f48 .
  20. ^ Toubet, Georgina (2022年4月22日). 「『ゴルディロックス』星からの紫外線放射が実際に意味するものとは」. slashgear.com . 2022年5月14日閲覧。
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