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太陽型恒星、太陽類似体（類似体ともいう）、太陽双子は、太陽に特に似ている恒星である。恒星の分類は、太陽双子が最も太陽に似ており、次に太陽類似体、そして太陽型の順となっている。[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ある。[2]
太陽との類似性
太陽との類似性によって 3 つのカテゴリを定義することは、天文学の観測技術の進化を反映しています。もともと、太陽との類似性を定義できる最も近いものは太陽型でした。その後、より正確な測定技術と改良された天文台により、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星の太陽類似カテゴリを作成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太陽双子カテゴリを作成できるようになりました。[引用が必要]
太陽との類似性により、色指数から導かれる温度などの導出量を、温度が確実にわかっている唯一の星である太陽と比較することができます。太陽と類似していない星の場合、このクロスチェックはできません。[1]
ソーラータイプ
これらの星は、太陽と大体同じです。これらは主系列星で、B−V 色は0.48 から 0.80 の間です。太陽の B−V 色は 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までを使うこともできます。これは、B−V 色 0.50 から 1.00 に相当します。[1]この定義は約 10% の星に当てはまるので、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、自転速度と彩層活動（カルシウムH線とK線放射など）およびコロナ活動（X線放射など）との間に高い相関関係を示します[4]。太陽型恒星は主系列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おおよその年齢を推定することができます。MamajekとHillenbrand（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）に基づいて推定しました。[要出典]
次の表は、現在の測定結果に基づいて、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（比較のために太陽を記載しています）。
ソーラーアナログ
これらの星は測光的に太陽に似ており、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、惑星の形成に必要な同量の塵が存在していたと考えられる。
- 近い伴星（軌道周期が10日以下）がない。そのような伴星は恒星活動を刺激するからである。
より厳しい太陽の双子の基準を満たさない太陽類似体は、50 光年以内で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
現在までに、太陽と完全に一致する太陽の双子は発見されていない。[48] しかし、太陽と非常によく似た恒星がいくつか存在し、天文学者らはそれらを太陽の双子とみなしている。太陽の双子と完全に一致する恒星は、表面温度が 5,778 K、年齢が 46 億歳、金属量が適正で太陽の光度変動が 0.1% の G2V 恒星である。[49]年齢が 46 億歳の恒星は最も安定した状態にある。適切な金属量、半径、化学組成、自転、磁気活動、およびサイズも、低光度変動に非常に重要である。[50] [51] [52] [53]
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、惑星形成に必要な量の塵が恒星の母岩にほぼ含まれていたことを意味する。
- 太陽自体が単独の恒星であるため、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）
その他の太陽のパラメータ: [54]
- 太陽は約27日、つまり1.997キロメートル（1.241マイル）/秒で自転します。
- 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％）。[55]
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リストされています。強調表示されたボックス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たことがありますが、太陽の類似星です。
太陽の双子星候補として言及されることがある他の星としては、ベータ・カヌス星、ベナティコルム星などがある。しかし、この星の金属量は太陽の双子星としては低すぎる（−0.21）。16 Cygni B は双子星として言及されることがあるが、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。太陽の兄弟星候補（年齢、金属量（−0.113）、運動学が類似）は、Gaia DR2 1927143514955658880 と 1966383465746413568である。 [85]
居住可能性による
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として定義することです。考慮される性質には、変動性、質量、年齢、金属量、および近い伴星が含まれます。[86] [b]
- 少なくとも5～10億年前
- 主系列について
- 非可変
- 地球型惑星を収容できる
- 動的に安定した居住可能領域をサポートする
- 0～1 個の非広角恒星の伴星。
恒星が主系列上に少なくとも0.5～1 Ga留まるという要件により、約2.2～3.4太陽質量の上限が設定され、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。 [86] [89] クマムシのような生命（紫外線の影響により）は、B1Vのように高温の恒星を周回する惑星上で生存できる可能性があります。B1Vは質量10 M☉、温度25,000 Kで、主系列寿命は約2000万年です。[c]
非変動性は理想的には1%未満の変動として定義されるが、利用可能なデータの制限により3%が実際的な限界である。偏心軌道を持つ伴星による恒星の居住可能領域での放射照度の変動も懸念される。[51] [52] [86] [53]
3つ以上の恒星を含む多重恒星系の地球型惑星は、長期的には安定した軌道をたどる可能性は低い。連星系における安定した軌道は、恒星の1つを周回するS型（衛星軌道または恒星周回軌道）と、連星系全体の周回軌道（惑星軌道または連星周回軌道）の2つの形態のいずれかをとる。偏心木星は、居住可能領域内の惑星の軌道を乱すこともある。[86]
地球のような地球型惑星の形成には、少なくとも太陽の40%の金属量（[Fe/H] = -0.4）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、一部のガス巨星は最終的にハビタブルゾーン内を周回し、地球のような衛星をホストする可能性があるため、これらは生命にとって絶対的な障害ではない。 [86]
そのような星の一例としては、G5VのHD 70642 [90]があり、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。[91]
もう一つの例はHIP 11915で、これは太陽系の木星と同程度の距離を周回する木星のような惑星を含む惑星系を持っています。[ 92 ]類似点を強めるために、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、太陽よりわずか5億年若いだけです。そのため、居住可能領域は太陽系の領域と同じ範囲、約1 AUに広がっています。これにより、地球のような惑星が約1 AUに存在することができます。[93]
参照
脚注
- ^ ローウェル天文台が指摘した真の太陽の双子は、太陽の約 10 K 以内の温度であるはずです。ローウェル天文台の宇宙望遠鏡科学研究所は、1996 年に約 10 K の温度精度を測定できると指摘しました。約 10 K の温度では太陽の双子のリストはほぼゼロになるため、チャートでは ±50 K が使用されています。[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。 [87] [88]
- ^ 超巨星とそれに続く超新星と中性子星（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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