このイラストは、やや大きくて熱い太陽（左）と、比較的活動の少ない星、くじら座タウ星を比較したものです

太陽型恒星、太陽類似体（アナログとも呼ばれる）、そして太陽双子は、太陽に特に類似した恒星です。恒星の分類は階層的であり、太陽双子が最も太陽に似ており、次に太陽類似体、そして太陽型が続きます。[1]これらの恒星の観測は、太陽と他の恒星との関係における性質や、惑星の居住可能性をより深く理解するために重要です。[2]

太陽との類似性

太陽との類似性に基づいて3つのカテゴリーを定義することは、天文学的観測技術の進化を反映しています。当初、太陽型は太陽との類似性を定義できる最も近い基準でした。その後、より精密な測定技術と観測所の改良により、温度などの重要な詳細の精度が向上し、太陽に特に類似した恒星を「太陽類似型」として分類できるようになりました。さらにその後、精度が継続的に向上し、ほぼ完全に一致する恒星を「太陽双子型」として分類できるようになりました。[要出典]

太陽との類似性により、色指数から得られる温度などの導出量を、温度が確実に分かっている唯一の恒星である太陽と比較することが可能になります。太陽と類似していない恒星については、この比較は不可能です。[1]

太陽型

これらの星は太陽と概ね似ています。これらは主系列星で、B-Vカラーは0.48から0.80です。太陽のB-Vカラーは0.65です。あるいは、スペクトル型に基づく定義、例えばF8VからK2Vまでを使用することもできます。これはB-Vカラーが0.50から1.00に相当します。[1]この定義は約10%の星に当てはまるため、太陽型の星のリストはかなり膨大になります。[3]

太陽型恒星は、その自転速度と彩層活動（例えばカルシウムH線とK線の放射）およびコロナ活動（例えばX線放射）との間に高い相関関係を示す[4]。太陽型恒星は主系列星の寿命の間に磁気ブレーキにより自転速度が低下するため、これらの相関関係から大まかな年齢を推定することができる。ママジェクとヒレンブランド（2008）[5]は、太陽から52光年（16パーセク）以内にある108個の太陽型（F8V-K2V）主系列恒星の年齢を、彩層活動（Ca、H、Kの輝線で測定）に基づいて推定した。[要出典]

次の表は、現在の測定に基づいて、太陽類似体の基準（B−V 色 0.48 ～ 0.80）をほぼ満たす 50 光年以内の太陽型の恒星のサンプルを示しています（太陽は比較のために記載されています）。

太陽類似星

これらの星は測光的に太陽に似ており、以下の性質を持っています。[1]

  • 太陽の温度から500 K以内の温度（5278～6278 K）
  • 金属量は太陽の50～200%（±0.3 dex）で、この恒星の原始惑星系円盤には、惑星が形成されるのに必要な塵が同程度含まれていたと考えられる。
  • 近い伴星（軌道周期が10日以下）は存在しない。そのような伴星は恒星活動を刺激するからである。

より厳格な太陽の双子の基準を満たさない太陽類似体は、50 光年以内に、距離が短い順に次のとおりです(太陽は比較のために記載されています)。

太陽の双子

現在まで、太陽と完全に一致する太陽の双子は発見されていません。[48] しかし、太陽と非常によく似た恒星がいくつか存在し、天文学界ではそれらを太陽の双子と見なしています。太陽の双子と完全に一致する恒星は、表面温度5,778 K、年齢46億歳、適切な金属量、そして太陽の光度変動0.1%のG2V恒星です。[48] 46億歳の恒星は最も安定した状態にあります。適切な金属量、半径、化学組成、自転、磁気活動、そして大きさも、光度変動の低さにとって非常に重要です。[49] [50] [51] [52]

モーガン・キーナンによる恒星のスペクトル分類。宇宙で最も一般的な恒星はM型矮星で、その76%を占める。太陽は46億歳のG型（G2V）恒星であり、全恒星の95%よりも質量が大きい。G型恒星はわずか7.6%である。

以下の星は太陽に似ており、次のような性質を持っています。[1]

  • 太陽の温度（5728～5828 K）から50 K以内の温度[a] （太陽の温度（5768～5788 K）から10 K以内）。
  • 金属量は太陽の89～112%（±0.05 dex ）で、この恒星の母岩には惑星形成に必要なほぼ同量の塵が含まれていたことになる。
  • 太陽自体が単独星であるため、恒星の伴星は存在しない
  • 太陽の年齢から10億年以内（36億年から56億年）

その他の太陽パラメータ: [53]

  • 太陽は約27日で自転し、1秒あたり1.997キロメートル（1.241マイル/秒）の速度で回転します。
  • 太陽の半径は70万キロメートル（43万マイル）
  • 太陽の化学組成（質量）：水素（73.4%）、ヘリウム（25%）、炭素（0.2%）、窒素（0.09%）、酸素（0.80%）、ネオン（0.16%）、マグネシウム（0.06%）、ケイ素（0.09%）、硫黄（0.05%）、鉄（0.003%）。[54]


以下は、太陽の双子星の基準に最も近い既知の恒星です。太陽は比較のために記載されています。ハイライトされた枠は太陽の双子星の範囲外です。この恒星は過去に太陽の双子星として注目されていた可能性がありますが、どちらかといえば太陽の類似星です。

太陽の双子星の候補として言及されることがある他の星には、ベータ・カヌス・ベナティコルムなどがありますが、この星の金属量は太陽の双子星としては低すぎます (-0.21)。16 Cygni B は双子星として言及されることもありますが、三重星系の一部であり、6.8 Ga と太陽の双子星としては非常に古いです。

潜在的な居住可能性

太陽の双子星を定義する別の方法は、「ハブスター」、つまり生命を宿す惑星にとって特に住みやすいと考えられる性質を持つ恒星です。考慮される性質には、変動性、質量、年齢、金属量、そして近い伴星が含まれます。[84] [b]

恒星が主系列に少なくとも50億年から1億年留まるという条件から、その上限は約2.2～3.4太陽質量となり、これは最も高温のスペクトル型であるA0～B7Vに相当します。このような恒星は太陽の100倍の明るさになることがあります。[84] [87] クマムシのような生命（紫外線の影響により）は、質量10 M☉、温度25,000 K（主系列寿命は約2000万年）のB1V級の高温恒星を周回する惑星で生存できる可能性があります。[c]

非変動性とは、理想的には1%未満の変動と定義されますが、利用可能なデータの限界により、実際には3%が限界となります。また、偏心軌道を持つ伴星の存在により、恒星のハビタブルゾーンにおける放射照度の変動も懸念されます。[50] [51] [84] [52]

3つ以上の恒星を含む多重恒星系における地球型惑星は、長期的に安定した軌道を維持する可能性は低い。連星系における安定した軌道は、2つの形態をとる。1つは恒星の1つを周回するS型軌道（衛星軌道または恒星周回軌道）で、もう1つは連星系全体を周回するP型軌道（惑星軌道または連星周回軌道）である。また、離心率の高い木星は、ハビタブルゾーンにある惑星の軌道を乱す可能性がある。[84]

地球型地球型惑星の形成には、少なくとも太陽の40%（[Fe/H] = -0.4）の金属量が必要である。高い金属量はホット・ジュピターの形成と強く相関しているが、一部のガス惑星はハビタブルゾーン内を周回しており、地球のような衛星を宿す可能性があるため、生命の存在を完全に阻害するわけではない。[84]

そのような星の一例として、G5VのHD 70642  [88]が挙げられます。温度は5533 Kですが、年齢は太陽よりもはるかに若く、19億歳です。[89]

もう一つの例はHIP 11915で、これは太陽系における木星とほぼ同距離を周回する木星型惑星を含む惑星系を持つ。 [90]この恒星はG5V型で、温度は5750 K、質量と半径は太陽と同程度であり、太陽よりわずか5億年若いという点で、この類似性をさらに強めている。したがって、ハビタブルゾーンは太陽系におけるハビタブルゾーンと同じ範囲、つまり約1 AUに広がると考えられる。つまり、地球型惑星が約1 AUに存在する可能性がある。[91]

参照

脚注

  1. ^ ローウェル天文台が指摘した真の太陽の双子は、太陽から約10K以内の温度を持つはずです。ローウェル天文台の宇宙望遠鏡科学研究所は1996年に、約10Kの温度精度を測定できると指摘しました。約10Kの温度では太陽の双子のリストはほぼゼロになるため、この図では±50Kを使用しています。[2]
  2. ^ ハブスターまたは居住可能性は現在、惑星や衛星など、液体の​​水が少なくとも短期間存在できる領域として定義されています。[85] [86]
  3. ^ 超巨星とそれに続く超新星および中性子星（質量が 8  M ☉を超えるため）は、B1V 星の寿命の終わりに生命を破壊する可能性が高い。

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さらに詳しい文献

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