Co jsou to hnědí trpaslíci?
Hnědí trpaslíci nebo hnědí trpaslíci jsou subhvězdné objekty (s hmotností
Stejně jako ve hvězdách v nich probíhají termonukleární reakce.jaderná fúze na jádrech světelných prvků (deuterium, lithium, berylium, bór), ale na rozdíl od hvězd hlavní sekvence je příspěvek k uvolňování tepla těchto hvězd z jaderné fúze vodíkových jader (protonů) nevýznamné a po vyčerpání zásob jader lehkých prvků přestávají termonukleární reakce v jejich útrobách, po kterých se relativně rychle ochladí.
U hnědých trpaslíků, na rozdíl od hvězd hlavníhosekvence také neexistují žádné sférické vrstvy přenosu sálavé energie - přenos tepla v nich se provádí pouze díky turbulentní konvekci, která určuje homogenitu jejich chemického složení v hloubce.
Trpasličí rotace
Všichni objevení hnědí trpaslíci rotují rychle – od hodiny až po několik desítek hodin na celou rotaci.
Například trojice nejrychleji se točícíchtrpaslíci dosahují rovníkové rychlosti 360 000 km/h a přiblížili se docela teoretické hranici, za kterou by mělo být nebeské těleso zničeno odstředivou silou, a která je o 50-80 % větší než pozorovaná.
Rychlá rotace trpaslíků se vysvětluje absencímechanismů pro přenos točivého momentu, který existuje ve hvězdách. Například Slunce, které má rotační periodu na rovníku 25 dní a rovníkovou rychlost 7284 km/h, přenáší rotační moment přes magnetické pole: pole rotující se Sluncem vychyluje pohyb protonů slunečního větru v směr otáčení.
Rychlost rotace Slunce se tedy s vývojem stále více zpomaluje.
Původ
Jeden z mechanismů vzniku hnědétrpaslíci jsou podobní planetám. V protoplanetárním disku na jeho okraji se tvoří hnědý trpaslík. V další fázi svého života jsou pod vlivem okolních hvězd vrženi do okolního prostoru své mateřské hvězdy a tvoří velkou populaci nezávislých objektů.
Stejně jako běžné hvězdy se i hnědí trpaslíci mohou tvořit nezávisle na jiných objektech. Mohou vznikat jednotlivě nebo v těsné blízkosti jiných hvězd.
V roce 2015 skupina hnědýchtrpaslíci v procesu formování a někteří z nich vykazovali stejné trysky jako hmotnější hvězdy v procesu formování.
Disk asteroidu kolem hnědého trpaslíka. Pohled z hypotetické planety ze vzdálenosti asi 3 milionů kilometrů.
Postřehy
Na rozdíl od hvězd hlavní posloupnosti, jejichž minimální povrchová teplota je asi 4000 K, se teplota hnědých trpaslíků pohybuje v rozmezí od 300 do 3000 K.
Na rozdíl od hvězd, které se zahřívajídíky termonukleární fúzi, která v nich probíhá, se hnědí trpaslíci po celý život neustále ochlazují, zatímco čím větší je trpaslík, tím pomaleji se ochladí.
Vlastnosti hnědých trpaslíků, přechod mezi nimiplanety a hmotné hvězdy jsou zvláště zajímavé pro astronomy. Rok po objevu prvního objektu této třídy byly v atmosférách hnědých trpaslíků objeveny povětrnostní jevy. Ukázalo se, že hnědí trpaslíci mohou mít také své vlastní měsíce.
Nedávná pozorování známých hnědých trpaslíků odhalila některé vzorce v zesílení a zeslabení záření v infračerveném záření.
To naznačuje, že hnědátrpaslíci jsou pokryti relativně chladnými neprůhlednými mraky zakrývajícími horký interiér. Předpokládá se, že tyto mraky jsou v neustálém pohybu kvůli silnému větru, který je mnohem silnější než známé bouře na Jupiteru.
Planety kolem hnědých trpaslíků
Super-Jupitery planetární hmotnosti 2M1207B a 2MASSJ044144, který obíhá kolem hnědých trpaslíků ve velkých orbitálních vzdálenostech, může vzniknout spíše akrecí než z oblaku plynu a prachu, a může tedy být spíše podhnědými trpaslíky než masivními planetami.
Objevené disky kolem hnědých trpaslíkůmají mnoho stejných funkcí jako disky kolem hvězd. Očekává se tedy, že časem vytvoří planety obíhající kolem hnědých trpaslíků. Vzhledem k nízké hmotnosti disků hnědého trpaslíka bude většina planet spíše pozemskými planetami než plynnými obry.
Kdyby na oběžné dráze obíhal plynový obrhnědého trpaslíka a Slunce by leželo v rovině jeho oběžné dráhy, pak by to bylo snadno zjistitelné tranzitní metodou, protože mají přibližně stejný průměr.
Akreční zóna pro planety kolem hnědého trpaslíka je velmi blízko hnědého trpaslíka, takže slapové síly budou mít velký dopad na vytvořené planety.
Planety obíhající kolem hnědých trpaslíkůpravděpodobně to budou planety s nedostatkem vody. Výjimkou jsou planety vytvořené na vnějším okraji plynového a prachového disku, které díky nižší akreční teplotě mohou teoreticky zadržovat část vody ve svém složení.
Obyvatelnost
Obyvatelnost byla studována pro rotující planetykolem hnědých trpaslíků. Počítačové modely ukazují velmi přísné podmínky pro obývatelnost těchto planet, protože obytná zóna je úzká a časem klesá v důsledku ochlazení hnědého trpaslíka.
Vzhledem k tomu, že hnědí trpaslíci jsou mnohem slabší než Slunce, planeta o hmotnosti Země by musela obíhat mnohem blíže, aby přijala tolik tepla, jaké přijímá Země od Slunce.
Hypotetické obyvatelné planety kolemhnědí trpaslíci pravděpodobně mají oběžnou dobu ne delší než několik pozemských dnů. Obytná zóna hnědého trpaslíka je oblast prostoru kolem hnědého trpaslíka, kde teploty nejsou ani příliš vysoké, ani příliš nízké na to, aby na povrchu planety o hmotnosti Země mohla existovat kapalná voda.
Vývoj jednoduchého nebo i složitého života dálOčekává se, že planeta o hmotnosti Země obíhající kolem hnědého trpaslíka bude do značné míry záviset na množství času, který planeta stráví v obyvatelné zóně neboli zóně „Zlatovlásky“.
Na Zemi vznik jednoduchého života trval nejméně 0,5 miliardy let, zatímco vznik složitého mnohobuněčného života mohl trvat přibližně 3 miliardy let.
V důsledku toho musí planeta dostatečně dlouhobýt ve zmenšující se obyvatelné zóně hnědého trpaslíka, aby se jednoduchý život nebo dokonce pokročilé formy života měly čas rozvinout. Andreeshchev a Scalo (2002) vypočítali, že planeta na blízké oběžné dráze kolem hnědého trpaslíka o hmotnosti 0,07 sluneční hmotnosti by mohla zůstat v obyvatelné zóně až 10 miliard let.
Trvání obyvatelného období se snižujepro hnědé trpaslíky menší hmotnosti. Například planeta kolem hnědého trpaslíka s hmotností 0,04 Slunce může zůstat obyvatelná po dobu nejvýše 4 miliard let.
Hnědý trpaslík (menší předmět) rotujícíkolem hvězdy Gliese 229, která se nachází v souhvězdí Zajíc, asi 19 světelných let od Země. Hnědý trpaslík Gliese 229B má hmotnost 20 až 75 hmot Jupitera.
Nejnovější studie hnědých trpaslíků
- Hnědý trpaslík mapa
Astronomové sestavili nejúplnější seznamblízcí hnědí trpaslíci díky objevům tisíců dobrovolníků Backyard Worlds. Seznam a 3D mapa 525 hnědých trpaslíků, včetně prvních 38, zahrnují pozorovací data z různých astronomických přístrojů.
Výsledkem je mapa umístění více než500 chladných hnědých trpaslíků v blízkosti Slunce. Mezinárodní tým astronomů podporovaný dobrovolnými vědci ze spolupráce Backyard Worlds: Planet 9 oznámil bezprecedentní sčítání 525 chladných hnědých trpaslíků v okruhu 65 světelných let od Slunce, včetně 38 nových objevů.
Stanovením vzdáleností ke všem sčítacím objektům byli astronomové schopni vytvořit trojrozměrnou mapu distribuce studených hnědých trpaslíků v okolí Slunce.
- Větry a proudové proudy
Výzkumný tým vedený Arizonskou univerzitou našel větry a proudové proudy na nejbližším hnědém trpaslíkovi k Zemi.
Je důležité vědět, jak na trpaslíky fouká vítr a jak se teplo znovu distribuuje, protože nám pomáhá porozumět podnebí, extrémním teplotám a jejich vývoji.
Aby to zjistil, použil tým výzkumníků vesmírný teleskop NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite neboli TESS ke studiu dvou nejbližších hnědých trpaslíků k Zemi.
Jsou vzdálené 6,5 světelného roku.Hnědí trpaslíci se jmenují Luhman 16 A a B. Luhman 16 A je asi 34krát hmotnější než Jupiter a Luhman 16 B, který byl hlavním předmětem výzkumu, je asi 28krát hmotnější než Jupiter a je o 815 stupňů teplejší.
- Binární systém hnědých trpaslíků
Vědci objevili exotický binární systém dvou mladých planet podobných objektů. Ačkoli vypadají jako obrovské exoplanety, formovaly se stejně jako hvězdy.
Vědci pod vedením Clemence Fontanive z Centra pro vesmír a obydlí (CSH) na univerzitě v Bernu objevili zvědavý binární systém hnědých trpaslíků bez hvězd.
Systém CFHTWIR-Oph 98 (nebo zkráceně Oph 98) se skládá ze dvou objektů s velmi nízkou hmotností Oph 98 A a Oph 98 B. Nachází se 450 světelných let od Země v hvězdokupě Ophiuchus.
Tato dvojice je vzácným příkladem dvou objektů podobných v mnoha aspektech extrasolárním obřím planetám, které obíhají kolem sebe bez mateřské hvězdy.
Masivnější součást, Oph 98 A - mladáhnědý trpaslík s hmotností 15krát větší než Jupiter. Vědci poznamenávají, že objekt se nachází na hranici oddělující hnědé trpaslíky od planet. Jeho společník, Oph 98 B, je jen 8krát těžší než Jupiter.
- Rychlost větru na hnědého trpaslíka
Astronomové poprvé změřili rychlost větruhnědý trpaslík. Technika, kterou vyvinuli výzkumníci z National Radio Astronomy Observatory, umožní měřit rychlost větru na jiných hvězdách mimo sluneční soustavu.
Výzkumníci založeni na orbitálních datechSpitzerův dalekohled studoval hnědého trpaslíka 2MASS J10475385 + 2124234. Velikost tohoto objektu je srovnatelná s velikostí Jupitera, ale je asi 40krát hmotnější než plynný obr. Trpaslík se nachází 34 světelných let od Země.
Studium dat shromážděných dalekohledem umožnilo vědcům sestavit model atmosféry objektu. Astronomové zjistili, že vnější atmosféra hnědého trpaslíka rotuje rychleji než vnitřní část.
Rychlost větru na něm je přibližně 2293 315 km / h. To je výrazně vyšší než rychlost větru na Jupiteru, která je asi 370 km / h.
Přečtěte si více:
Byla vytvořena první přesná mapa světa. Co se děje s ostatními?
K šifrování bylo použito infračervené záření z lidských rukou
Bakterie nalezené v Údolí smrti, které byly v evoluční stagnaci po miliony let