Roter Zwergstern

Roter Zwergstern, auch M-Zwerg oder M-Typ-Stern genannt, ist der zahlreichste Sterntyp im Universum und der kleinste Typ eines Wasserstoff verbrennenden Sterns.

Rote Zwergsterne haben Massen von etwa dem 0,08- bis 0,6-fachen der Sonne. (Objekte, die kleiner als rote Zwergsterne sind, werden als braune Zwerge bezeichnet und leuchten nicht durch die thermonukleare Fusion von Wasserstoff.) Leichtere Sterne sind viel zahlreicher als schwerere Sterne, und Rote Zwerge sind daher die zahlreichste Art von Sternen. In der Milchstraßengalaxie sind etwa drei Viertel der Sterne Rote Zwerge. In elliptischen Galaxien ist der Anteil noch höher.

Sterne, die Wasserstoff durch thermonukleare Fusion verbrennen, werden anhand ihrer Oberflächentemperatur in sieben Spektraltypen eingeteilt. Diese Sterne liegen auch im Hertzsprung-Russell-Diagramm, das die Sternleuchtkraft gegen die Temperatur auf einer Linie aufträgt, die Hauptreihe genannt wird. Rote Zwerge sind die kühlsten Sterne der Hauptreihe, mit einem Spektraltyp von M und einer Oberflächentemperatur von etwa 2.000-3.500 K. Weil diese Sterne so kühl sind, sind die Spektrallinien von Molekülen wie Titanoxid, die in heißeren Sternen disassoziiert wären, recht prominent. Rote Zwerge sind auch die schwächsten Sterne, mit Leuchtstärken zwischen etwa dem 0,0001- und 0,1-fachen der Sonne.

Kleine Sterne haben eine längere Lebensdauer als größere Sterne. Während Sterne wie die Sonne eine Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren haben, haben selbst die ältesten roten Zwergsterne ihre internen Wasserstoffvorräte noch nicht erschöpft. Die schwersten Roten Zwerge haben eine Lebensdauer von Dutzenden Milliarden Jahren, die kleinsten eine von Billionen Jahren. Zum Vergleich: Das Universum ist erst 13,8 Milliarden Jahre alt. Die lichtschwachen Roten Zwerge werden die letzten leuchtenden Sterne im Universum sein.

Rote Zwerge werden in ihrer Entwicklung keine Rote-Riesen-Phase durchlaufen. Da der gesamte Stern von Konvektion durchzogen ist, wird ständig Wasserstoff aus den äußeren Regionen in den Kern umgewälzt. Sterne wie die Sonne sind nicht vollständig konvektiv und verbrennen daher nur die 10 Prozent ihres Wasserstoffs, die sich in ihren Kernen befinden. Wenn dieser Wasserstoff aufgebraucht ist, dehnen sich solche Sterne enorm aus, da sie beginnen, Wasserstoff auf einer Schale zu verbrennen, die ihre Heliumkerne umgibt. Rote Zwerge hingegen sind aufgrund der Konvektion vollkommen effizient und werden ihren gesamten Wasserstoffvorrat verbrennen. Sie werden dann heißer und kleiner, verwandeln sich in Blaue Zwerge und beenden schließlich ihr Leben als Weiße Zwerge.

Aufgrund ihrer geringen Leuchtkraft liegt die bewohnbare Zone eines Roten Zwerges (die Region in der Nähe eines Sterns, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten gefunden werden könnte) sehr nahe am Stern. Ein Planet in dieser Region würde den Roten Zwerg alle paar Wochen umkreisen und somit häufig seinen Stern transiten. Außerdem wären die Transits recht auffällig, da der kleine Radius eines Roten Zwerges bedeutet, dass ein größerer Teil des Sterns von dem vorbeiziehenden Planeten verdeckt würde. Ein solcher Planet, Proxima Centauri b, wurde 2016 um den sonnennächsten Stern, Proxima Centauri, entdeckt.