A csillagok osztályozásához lásd A H-R diagram.
Az M típusú csillagok a világegyetem leggyakoribb csillagai, amelyeket vörös törpéknek nevezünk. Tömegük nem éri el Napunk, a Sol tömegének 40%-át. Fényességük nagyon halvány és vörös színű. Ezeknek a csillagoknak nagyon hosszú az élettartamuk, mert hidrogénjüket lassan égetik el. Egy Föld-szerű bolygó fáklyás pályán kering. A vörös törpék túlnyomó többsége körül lakható zóna létezik.
A csillag
A vörös törpék két fő csoportra oszthatók: a fellobbanó csillagokra és a stabilabb, “barátságosabb” csillagokra. Egy jó példa a fellobbanó csillagokra az UV Ceti, míg egy barátságosabb csillag a Barnard-csillag. Egy olyan flercsillag körül, mint az UV Ceti (lásd a jobb oldali képet), a flerek hatalmas méreteket ölthetnek, néhány másodperc alatt többszörösére növelve a csillagok energiakibocsátását. A napfoltok bármikor kialakulhatnak, és néhányszorosára csökkenthetik a fényességet. Ez rémálom lesz az itt új Földet létrehozni próbáló telepesek számára. A Barnard-csillag viszont sokkal barátságosabb, de nem biztonságos. Még mindig flereket lövell, terrorizálva a bolygóit, de az ilyen események sokkal ritkábbak.
A vörös törpe fénye más, mint a Sol által keltett fény. Az ultraibolya fény szinte teljesen hiányzik, így ózonrétegre talán nincs is szükség. A röntgensugárzás főként a kitörésekben keletkezik. A fény többsége az infravörös tartományba kerül. A látható fény inkább a vörös spektrumba esik. A látható fény akár 1 000 000-szer kisebb erősségű lehet, mint a Napon. A Barnard-csillag esetében ez 0,000441 , az infravörös fény azonban kb. 10-szer erősebb.
A napszél nagyon kicsi, kivéve a kitörési időszakokat.
A kis tömeg miatt nagyon kevés vörös törpecsillag válik vörös óriássá, mivel az ahhoz szükséges minimális tömeg a Sol tömegének egyharmada.
A befogadó bolygó
A vörös törpék körüli bolygókat nem könnyű terraformálni. Ennek egyik fő oka a fény. A Barnard-csillagnak például halvány vörös fénye van. A mindössze 0,021 AU távolságban ez az apró csillag látható fényben úgy ragyog, mint a Földről nézve a Nap. Mivel azonban a fény nagy része infravörös tartományban van, 0,047 AU környékén (ami mindössze 7 napos keringési periódust ad) ugyanilyen hőmérséklet várható. Hasonló a helyzet más vörös törpék esetében is .
A lakhatósági zóna várhatóan a Merkúrnál 10-szer közelebbi pályán található! De mit is jelentene ez? Amikor a telepesek megpróbálnak gazdálkodni, a csillagok fénye nem fogja biztosítani az összes hullámhosszt, amire a Földhöz hasonló növényeknek szüksége van. A vörös fény a Nap fényének mintegy 10%-át teszi ki a Föld pályáján, míg a kék fény csak 1%-át. Az üvegházhatású gázok használatával a telepesek még távolabbi bolygókat is képesek lesznek terraformálni, de van egy határ. Ha a fény (vörös vagy kék) a földi egyenértékű fény 0,1%-a alatt van, a növények elpusztulnak. Ez azt jelenti, hogy kiegészítő fényforrás nélkül a klasszikus lakhatósági zónában a növények csak a fény 10%-a mellett maradnak életben. A genetikailag módosított növények csak a vörös fényt használhatják, de ha ez a fény túl gyenge (a földi egyenértékű fény 0,2%-a, feltételezve, hogy a felét kék fényként használják fel), akkor is elpusztulnak. Ezek alapján arra következtethetünk, hogy a Barnard-csillag körüli bolygó terraformálásának külső határa:
- Nagyjából 0,06 AU üvegházhatású gázok nélkül (10% vörös fény, 1% kék fény, a Földhöz viszonyítva)
- 0,15 AU üvegházhatású gázokkal, Földhöz hasonló növények számára (1% vörös fény, 0,1% kék fény)
- 0,33 AU üvegházhatású gázokkal, genetikailag módosított növények számára (0,2% vörös fény).
Az árapályerők nagyon erősek ilyen közelségben a gazdatest csillagához. Egy elliptikus pályán keringő bolygóra erős erők hatnak, hasonlóan a Jupiter Io holdjához. A Szaturnusz holdjai közül azonban az Enceladus geológiailag aktív, míg a közelebbi Mimas nem. Tehát lehetnek több vagy kevesebb vulkanikus aktivitású bolygók. Szinte biztos, hogy a bolygó árapály-zárolt lesz, ugyanazt az arcát mutatja a csillag felé. Nagyobb távolságokban (0,2 AU felett) lehetséges, hogy a bolygók nem lesznek árapály-záródottak. Ezek a bolygók lassan forognának, mint a Vénusz vagy a Merkúr.
A környezeti jellemzők a bolygó részleteitől függnek. Az egyik tévés modell egy olyan bolygót javasol, amelynek sötét oldalát örök gleccserek borítják, a nappali oldal közepén egy gigantikus, végtelen hurrikán van, és egy nagy mérsékelt égövi gyűrű veszi körül, amely elválasztja a nappali és az éjszakai oldalt. Egy másik modell egy vízzel borított sötét oldalt és egy nappali oldalt javasol, ahol élet van. A szemgolyóbolygó-elmélet itt nagyon jól működhet.
Egy másik forgatókönyv szerint a bolygó alapvetően a Földön megtalálható összes éghajlati típussal rendelkezik, de évszakok nélkül. Lesz a közepén egyenlítői erdő, lesznek sivatagok és szavannák (nedves és száraz évszak nélkül, csak különböző mennyiségű esővel). A mérsékelt égövi erdők úgy nézhetnek ki, mint egy örök tavasz, ahol a virágok időről időre kivirulnak, és ugyanazon a növényen virágot és gyümölcsöt is láthatunk. Az alkonyzónához közelebb eső szibériai erdők és artikuláris tundra is előfordulhat, de mindegyik ugyanúgy néz ki. Se tél, se nyár. Továbbá, mivel a növények követik a fényt, előfordulhat, hogy a fák ferdén nőnek, megpróbálják “elérni” a fix napot, ahogyan a növények a szobában az ablak felé csavarodnak.
Egy dolog biztos. Egy árapály-zárolt bolygónak nagyon kiszámítható éghajlata lesz, évszakok és napok nélkül. A szelek állandó pályákat fognak követni egy mindkét oldalt összekötő folyamatos globális körpályán. Az erős és állandó szelek elegendő energiát fognak biztosítani a telepeseknek minden szükségletük kielégítésére.
A csillagtól való egyre nagyobb távolság az a pont, ahol a bolygó már nem tud ellenállni az erős gravitációs erőknek, és szétesik. Ez a távolság azonban nincs olyan messze. A Naprendszerben a Merkúr terraformálható. Egy vörös törpe körül egy Merkúr típusú bolygó nagyon közel férne el a legkisebb biztonságos távolsághoz. Tehát bármelyik bolygó, amelyet egy vörös törpe körüli közeli pályán találunk, elméletileg terraformálható.
Egy másik probléma, hogy mivel egy földi bolygónak ilyen közel kell lennie, nem lesz biztonságos pályája a holdak számára.
Mivel a bolygók árapály-zárva lesznek, a dinamójuk lassan fog működni. Ez nem probléma, mivel a vörös törpéknek kevésbé erős napszélük van (kivéve a kitöréseket, amelyek nagyon erősek ebben a fáklyatávolságban).
A legnagyobb kihívást a telepesek számára több mint valószínű, hogy az erős kitörések jelentik majd. A kitörések mennyiségétől függően egyes vörös törpék (mint például az UV Ceti) nem valószínű, hogy lakható bolygóknak adnak otthont. A flercsillagok körül szorosan keringő bolygóknak szinte biztosan nem lenne légköre, mivel az erős flerek már régen elfújták volna az ilyeneket. Még egy erős mágneses mező sem elég ahhoz, hogy megállítsa ezeket a kitöréseket. Erejük hasonló a napkitörésekhez, de mivel a folyékony vízzel rendelkező bolygók olyan közel vannak (20-szor közelebb, mint a Föld), a hatás hatalmas. Néhány csillagnak olyan heves kitörései vannak, hogy fényük akár 100-szorosára is megnövekedhet. Mások, mint a Proxima Centauri, kétóránként generálnak egy-egy kitörést. Egy nagyobb tömegű csillagnak nem lesz annyi kitörése, mint egy kisebb csillagnak. Az M0, M1, M2 és M3 színképtípusú csillagok sokkal biztonságosabbak. Az M4-nél halványabb színképtípusú csillagok (M5, M6, M7 és az alattiak) instabilabbak lesznek. A gyorsabban forgó csillagoknál több lesz a kitörés is. Mivel az idősebb csillagok lassabban forognak, elmondható, hogy az idősebb csillagok biztonságosabbak. Valójában a Barnard-csillag idősebb, mint a mi galaxisunk (és az egyik legbiztonságosabb vörös törpe). Az Internet Stellar Database a biztonságos vörös törpéket egy plusz n betűvel tünteti fel, míg a fellobbanó csillagok spektrális osztályához egy plusz e-t csatolnak.
Közeli vörös törpék – a teljes lista itt érhető el
- Proxima Centauri (fáklyacsillag) – 4,24 LY
- Barnard-csillag (biztonságos) – 5.98 LY
- Wolf 359 (flare star) – 7.78 LY
- Lalande 21185 (safe) – 8.29 LY
- UV Ceti & BL Ceti (flare stars) – 8.73 LY
- Ross 154 (safe) – 9.68 LY
- Ross 248 (flare star) – 10.32 LY
Since red dwarfs are the longest lived among all main sequence stars, they might be the last refuge for civilizations that will exist closer to the end of the universe.