Какво представляват кафявите джуджета?
Кафявите джуджета или кафявите джуджета са субзвездни обекти (с маси от
Както при звездите, и в тях протичат термоядрени реакции.ядрен синтез върху ядрата на леките елементи (деутерий, литий, берилий, бор), но за разлика от звездите от основната последователност, приносът за топлинното отделяне на такива звезди от ядрения синтез на водородни ядра (протони) е незначителен и след изчерпване на запасите от ядра от леки елементи термоядрените реакции в червата им спират, след което те се охлаждат относително бързо.
При кафявите джуджета, за разлика от звездите на главнатапоследователност, също няма сферични слоеве на лъчист енергиен пренос - преносът на топлина в тях се извършва само поради турбулентна конвекция, която определя хомогенността на техния химичен състав в дълбочина.
Въртене на джуджета
Всички открити кафяви джуджета се въртят бързо - от един час до няколко десетки часа на пълно завъртане.
Например триото на най-бързо въртящите седжуджета достига екваториална скорост от 360 000 км/ч и се е доближил доста до теоретичната граница, отвъд която небесното тяло трябва да бъде унищожено от центробежна сила и която е 50-80% по-голяма от наблюдаваната.
Бързото въртене на джуджетата се обяснява с липсата нана механизмите за предаване на въртящия момент, който съществува в звездите. Например Слънцето, което има период на въртене на екватора от 25 дни и екваториална скорост от 7284 km/h, предава въртящ момент чрез магнитно поле: полето, въртящо се със Слънцето, отклонява движението на протоните на слънчевия вятър в посоката на въртене.
По този начин скоростта на въртене на Слънцето се забавя все повече и повече с развитието си.
Произход
Един от механизмите за произход на кафявотоджуджетата са подобни на планетарните. Кафяво джудже се образува в протопланетен диск в покрайнините му. На следващия етап от живота си, под влиянието на околните звезди, те биват хвърлени в околното пространство на родителската си звезда и образуват голяма популация от независими обекти.
Подобно на обикновените звезди, кафявите джуджета могат да се образуват независимо от други обекти. Те могат да се образуват поотделно или в непосредствена близост до други звезди.
През 2015 г. група кафявиджуджета в процес на формиране, а някои от тях показаха същите струи като по-масивните звезди в процеса на формиране.
Астероиден диск около кафяво джудже. Изглед от хипотетична планета от разстояние около 3 милиона километра.
Наблюдения
За разлика от звездите от главната последователност, чиято минимална повърхностна температура е около 4000 K, температурата на кафявите джуджета е в диапазона от 300 до 3000 K.
За разлика от звездите, които се затоплятпоради термоядрения синтез, който се извършва вътре в тях, кафявите джуджета непрекъснато се охлаждат през целия си живот, докато колкото по-голямо е джуджето, толкова по-бавно се охлажда.
Свойства на кафявите джуджета, преходни междупланети и звезди по маса, представляват особен интерес за астрономите. Една година след откриването на първия обект от този клас в атмосферата на кафявите джуджета бяха открити метеорологични явления. Оказа се, че кафявите джуджета също могат да имат свои собствени луни.
Скорошни наблюдения на известни кафяви джуджета разкриха някои закономерности в усилването и отслабването на радиацията в инфрачервения диапазон.
Това предполага, че кафявотоджуджетата са покрити с относително студени, непрозрачни облаци, закриващи горещата вътрешност. Смята се, че тези облаци са в постоянно движение поради силни ветрове, много по-силни от известните бури на Юпитер.
Планети около кафявите джуджета
Супер-Юпитери с планетарна маса 2M1207B и 2MASSJ044144, които обикалят около кафявите джуджета на големи орбитални разстояния, може да се образуват от натрупване, а не от облак от газ и прах, и следователно може да са по-скоро субкафяви джуджета, отколкото масивни планети.
Открити дискове около кафяви джуджетаимат много от същите функции като дисковете около звездите. По този начин се очаква те да образуват планети, обикалящи около кафяви джуджета с течение на времето. Като се има предвид ниската маса на дисковете на кафявите джуджета, повечето планети ще бъдат планети от земна група, а не газови гиганти.
Ако газов гигант беше в орбитакафяво джудже и Слънцето биха лежали в равнината на неговата орбита, тогава би било лесно да се открие чрез транзитния метод, тъй като имат приблизително еднакъв диаметър.
Зоната на натрупване на планети около кафяво джудже е много близо до кафявото джудже, така че приливните сили ще окажат голямо влияние върху формираните планети.
Планети, обикалящи около кафяви джуджетавероятно да са оскъдни с вода силикатни планети. Изключение правят планетите, образувани на външния ръб на газовия и праховия диск, които поради по-ниската температура на акреция могат теоретично да задържат част от водата в състава си.
Обитаемост
Обитаемостта е проучена за планети, които се въртятоколо кафяви джуджета. Компютърните модели показват много строги условия за обитаемост на такива планети, тъй като обитаемата зона е тясна и намалява с времето поради охлаждането на кафявото джудже.
Тъй като кафявите джуджета са много по-тъмни от Слънцето, планета със земна маса би трябвало да орбитира много по-близо, за да получи толкова топлина, колкото Земята получава от Слънцето.
Хипотетични обитаеми планети наоколокафявите джуджета вероятно имат орбитален период от не повече от няколко земни дни. Обитаемата зона на кафяво джудже е област от пространството около кафяво джудже, където температурите не са нито прекалено високи, нито твърде ниски, за да съществува течна вода на повърхността на планета с маса на Земята.
Развитието на прост или дори сложен живот наПланета със земна маса, обикаляща около кафяво джудже, се очаква да зависи до голяма степен от времето, което планетата прекарва в обитаемата зона или зоната на „Златокоска“.
На Земята появата на прост живот отне най-малко 0,5 милиарда години, докато появата на сложен многоклетъчен живот може да е отнела приблизително 3 милиарда години.
В резултат на това планетата трябва да е достатъчно дългобъдете в намаляващата обитаема зона на кафяво джудже, така че простият живот или дори напредналите форми на живот да имат време да се развият. Андреешев и Скало (2002) изчисляват, че планета в близка орбита около кафяво джудже със слънчева маса 0,07 може да остане в обитаемата зона до 10 милиарда години.
Продължителността на обитаемия период намаляваза кафяви джуджета с по-малка маса. Например планета около кафяво джудже с 0,04 слънчеви маси може да остане обитаема за не повече от 4 милиарда години.
Кафяво джудже (по-малък обект) се въртиоколо звездата Gliese 229, която се намира в съзвездието Заек, на около 19 светлинни години от Земята. Кафявото джудже Gliese 229B има маса от 20 до 75 маси от Юпитер.
Последното изследване на кафявите джуджета
- Карта на кафявото джудже
Астрономите са съставили най-пълния списъкблизките кафяви джуджета благодарение на открития, направени от хиляди доброволци от задния двор. Списъкът и триизмерната карта на 525 кафяви джуджета, включително 38 съобщени за първи път, включват данни за наблюдение от различни астрономически инструменти.
В резултат на това карта на местоположението на повече от500 студени кафяви джуджета в близост до Слънцето. Международен екип от астрономи, подкрепен от учени-доброволци от сътрудничеството Backyard Worlds: Planet 9, обяви безпрецедентно преброяване на 525 студени кафяви джуджета в рамките на 65 светлинни години от Слънцето, включително 38 нови открития.
Чрез определяне на разстоянията до всички преброителни обекти, астрономите успяха да изградят триизмерна карта на разпространението на студените кафяви джуджета в близост до Слънцето.
- Ветрове и струи течения
Изследователски екип, ръководен от Университета в Аризона, откри ветрове и струи струи на най-близкото кафяво джудже на Земята.
Знанието как вятърът духа върху джуджетата и как се разпределя топлината е важно, тъй като ни помага да разберем климата, екстремните температури и тяхното развитие.
За да разбере, екип от изследователи използва космическия телескоп на НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite или TESS, за да изследва двете най-близки до Земята кафяви джуджета.
Те са на 6,5 светлинни години разстояние.Кафявите джуджета са наречени Luhman 16 A и B. Luhman 16 A е около 34 пъти по-масивен от Юпитер, а Luhman 16 B, който беше основният обект на изследване, е около 28 пъти по-масивен от Юпитер и около 815 градуса по-горещ.
- Бинарната система на кафявите джуджета
Учените откриха екзотична двоична система от два млади обекта, подобни на планета. Въпреки че изглеждат като гигантски екзопланети, те са се образували по същия начин като звездите.
Изследователи, водени от Клеманс Фонтаниве от Центъра за космос и обитаемост (CSH) към Университета в Берн, са открили любопитна двойна система от кафяви джуджета без звезда.
Системата CFHTWIR-Oph 98 (или накратко Oph 98) се състои от два обекта с много ниска маса Oph 98 A и Oph 98 B. Тя се намира на 450 светлинни години от Земята в звездния куп Змиеносец.
Тази двойка е рядък пример за два обекта, подобни в много аспекти на извънслънчеви гигантски планети, обикалящи една около друга без родителска звезда.
По-масивен компонент, Oph 98 A - младкафяво джудже с маса 15 пъти по-голяма от тази на Юпитер. Учените отбелязват, че обектът се намира на границата, разделяща кафявите джуджета от планетите. Неговият спътник, Oph 98 B, е само 8 пъти по-тежък от Юпитер.
- Скорост на вятъра върху кафяво джудже
Астрономите за първи път измериха скоростта на вятъракафяво джудже. Техниката, разработена от изследователи от Националната радиоастрономическа обсерватория, ще направи възможно измерването на скоростта на вятъра на други звезди извън Слънчевата система.
Изследователи, базирани на орбитални данниТелескопът Spitzer е изследвал кафявото джудже 2MASS J10475385 + 2124234. Размерът на този обект е сравним с размера на Юпитер, но е около 40 пъти по-масивен от газовия гигант. Джуджето се намира на 34 светлинни години от Земята.
Проучването на данните, събрани от телескопа, позволи на учените да съставят модел на атмосферата на обекта. Астрономите са открили, че външната атмосфера на кафявото джудже се върти по-бързо от вътрешната му част.
Скоростта на вятъра по него е приблизително 2293.315 км / ч. Това е значително по-високо от скоростта на вятъра на Юпитер, която е около 370 км / ч.
Прочетете още:
Създадена е първата точна карта на света. Какво не е наред с всички останали?
За криптиране е използвано инфрачервено лъчение от човешки ръце
Бактерии, открити в Долината на смъртта, които са в еволюционна стагнация в продължение на милиони години