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Análogo solar

Esta ilustración compara el Sol, algo más grande y más caliente (izquierda), con la estrella relativamente inactiva Tau Ceti.

Las estrellas de tipo solar , las análogas solares (también análogas ) y las gemelas solares son estrellas que son particularmente similares al Sol . La clasificación estelar es una jerarquía en la que las gemelas solares son las más parecidas al Sol, seguidas por las análogas solares y luego las de tipo solar. [1] Las observaciones de estas estrellas son importantes para comprender mejor las propiedades del Sol en relación con otras estrellas y la habitabilidad de los planetas. [2]

Por similitud con el Sol

La definición de las tres categorías por su similitud con el Sol refleja la evolución de las técnicas de observación astronómica. Originalmente, el tipo solar era lo más parecido que se podía definir al Sol. Más tarde, técnicas de medición más precisas y observatorios mejorados permitieron una mayor precisión de detalles clave como la temperatura, lo que permitió la creación de una categoría análoga solar para estrellas que eran particularmente similares al Sol. Más tarde, las mejoras continuas en la precisión permitieron la creación de una categoría de gemelos solares para coincidencias casi perfectas. [ cita requerida ]

La similitud con el Sol permite comprobar magnitudes derivadas (como la temperatura, que se deriva del índice de color) comparándolas con el Sol, la única estrella cuya temperatura se conoce con seguridad. En el caso de las estrellas que no son similares al Sol, esta comprobación cruzada no se puede realizar. [1]

De tipo solar

Estas estrellas son muy similares al Sol. Son estrellas de la secuencia principal con un color B−V entre 0,48 y 0,80, mientras que el Sol tiene un color B−V de 0,65. Como alternativa, se puede utilizar una definición basada en el tipo espectral , como F8V a K2V , que correspondería a un color B−V de 0,50 a 1,00. [1] Esta definición se ajusta aproximadamente al 10% de las estrellas, por lo que una lista de estrellas de tipo solar sería bastante extensa. [3]

Las estrellas de tipo solar muestran un comportamiento altamente correlacionado entre sus tasas de rotación y su actividad cromosférica (por ejemplo, emisión de líneas de calcio H y K) y actividad coronal (por ejemplo, emisión de rayos X) [4]. Debido a que las estrellas de tipo solar giran hacia abajo durante sus vidas de secuencia principal debido al frenado magnético , estas correlaciones permiten derivar edades aproximadas. Mamajek y Hillenbrand (2008) [5] han estimado las edades de las 108 estrellas de secuencia principal de tipo solar (F8V–K2V) a 52 años luz (16 parsecs) del Sol basándose en su actividad cromosférica (medida a través de las líneas de emisión de Ca, H y K). [ cita requerida ]

La siguiente tabla muestra una muestra de estrellas de tipo solar en un radio de 50 años luz que casi satisfacen los criterios para ser análogas solares (color B−V entre 0,48 y 0,80), según las mediciones actuales (el Sol se incluye a modo de comparación):

Análogo solar

Estas estrellas son fotométricamente similares al Sol y tienen las siguientes cualidades: [1]

Los análogos solares que no cumplen los criterios más estrictos de gemelos solares incluyen, dentro de 50 años luz y en orden de distancia creciente (el Sol se incluye a modo de comparación):

Gemelo solar

Hasta la fecha no se ha encontrado ningún gemelo solar que coincida exactamente con el Sol. [48] Sin embargo, hay algunas estrellas que se acercan mucho a ser idénticas al Sol, y son consideradas como gemelas solares por los miembros de la comunidad astronómica. Un gemelo solar exacto sería una estrella G2V con una temperatura superficial de 5.778 K, 4.600 millones de años, con la metalicidad correcta y una variación de luminosidad solar del 0,1% . [49] Las estrellas con una edad de 4.600 millones de años se encuentran en el estado más estable. La metalicidad, el radio , la composición química, la rotación , la actividad magnética y el tamaño adecuados también son muy importantes para la baja variación de luminosidad. [50] [51] [52] [53]

Clasificación espectral de estrellas según Morgan-Keenan. El tipo de estrella más común en el universo son las enanas M (76 %). El Sol es una estrella de clase G (G2V) de 4600 millones de años y es más masiva que el 95 % de todas las estrellas. Solo el 7,6 % son estrellas de clase G.

Las estrellas que se muestran a continuación son más similares al Sol y tienen las siguientes cualidades: [1]

Otros parámetros solares: [54]


Las siguientes son las estrellas conocidas que más se acercan a cumplir los criterios de un gemelo solar. El Sol se incluye a modo de comparación. Los recuadros resaltados están fuera del rango de un gemelo solar. Es posible que la estrella haya sido considerada como gemela solar en el pasado, pero es más bien un análogo solar.

Algunas otras estrellas se mencionan a veces como candidatas a gemelas solares, como: Beta Canum Venaticorum ; sin embargo, tiene metalicidades demasiado bajas (−0,21) para una gemela solar. 16 Cygni B a veces se señala como gemela, pero es parte de un sistema estelar triple y es muy vieja para una gemela solar, con 6,8 Ga. Dos candidatos a hermanas solares (edad, metalicidad (−0,113) y cinemática similares) son Gaia DR2 1927143514955658880 y 1966383465746413568. [85]

Por habitabilidad potencial

Otra forma de definir a la gemela solar es como una "estrella huésped", una estrella con cualidades que se cree que son particularmente hospitalarias para un planeta que albergue vida. Las cualidades consideradas incluyen variabilidad, masa, edad, metalicidad y compañeros cercanos. [86] [b]

El requisito de que la estrella permanezca en la secuencia principal durante al menos 0,5–1 Ga establece un límite superior de aproximadamente 2,2–3,4 masas solares, correspondientes a un tipo espectral más caliente de A0 - B7V . Tales estrellas pueden ser 100 veces más brillantes que el Sol. [86] [89] La vida similar a los tardígrados (debido al flujo UV) podría sobrevivir potencialmente en planetas que orbitan estrellas tan calientes como B1V, con una masa de 10 M☉ y una temperatura de 25.000 K, una vida en la secuencia principal de unos 20 millones de años. [c]

La no variabilidad se define idealmente como una variabilidad de menos del 1%, pero el 3% es el límite práctico debido a las limitaciones en los datos disponibles. La variación en la irradiancia en la zona habitable de una estrella debido a una estrella compañera con una órbita excéntrica también es un motivo de preocupación. [51] [52] [86] [53]

No es probable que los planetas terrestres en sistemas estelares múltiples , aquellos que contienen tres o más estrellas, tengan órbitas estables a largo plazo. Las órbitas estables en sistemas binarios adoptan una de dos formas: órbitas de tipo S (satélite o circunestelar) alrededor de una de las estrellas, y órbitas de tipo P (planetarias o circumbinarias) alrededor de todo el par binario. Los Júpiter excéntricos también pueden alterar las órbitas de los planetas en zonas habitables. [86]

Para la formación de un planeta terrestre similar a la Tierra se requiere una metalicidad de al menos el 40 % de la energía solar ([Fe/H] = −0,4). Una alta metalicidad está fuertemente correlacionada con la formación de Júpiter calientes , pero estos no son obstáculos absolutos para la vida, ya que algunos gigantes gaseosos terminan orbitando dentro de la zona habitable y podrían albergar lunas similares a la Tierra. [86]

Un ejemplo de este tipo de estrella es HD 70642  [90] , una G5V, con una temperatura de 5533 K, pero mucho más joven que el Sol, con 1.900 millones de años. [91]

Otro ejemplo de ello sería HIP 11915 , que tiene un sistema planetario que contiene un planeta parecido a Júpiter orbitando a una distancia similar a la del planeta Júpiter en el Sistema Solar. [92] Para reforzar las similitudes, la estrella es de clase G5V, tiene una temperatura de 5750 K, tiene una masa y un radio similares a los del Sol y es solo 500 millones de años más joven que el Sol. Como tal, la zona habitable se extendería en la misma área que la zona en el Sistema Solar, alrededor de 1 UA. Esto permitiría que existiera un planeta parecido a la Tierra alrededor de 1 UA. [93]

Véase también

Notas al pie

  1. ^ Los gemelos solares auténticos, como los que ha observado el Observatorio Lowell, deberían tener una temperatura de unos 10 K con respecto a la del Sol. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial del Observatorio Lowell observó en 1996 que se puede medir una precisión de temperatura de unos 10 K. Una temperatura de unos 10 K reduce la lista de gemelos solares a casi cero, por lo que se utiliza ±50 K para el gráfico. [2]
  2. ^ Habitabilidad, o habstar, se define actualmente como un área, como un planeta o una luna, donde puede existir agua líquida durante al menos un corto período de tiempo. [87] [88]
  3. ^ La supergigante y la subsiguiente supernova y estrella de neutrones (debido a una masa de >8  M ☉ ) probablemente destruirían la vida al final de la vida de la estrella B1V.

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Lectura adicional