Was sind Braune Zwerge?
Braune Zwerge oder Braune Zwerge sind substellare Objekte (mit einer Masse von
Wie in den Sternen finden in ihnen thermonukleare Reaktionen statt.Kernfusion an den Kernen leichter Elemente (Deuterium, Lithium, Beryllium, Bor), aber im Gegensatz zu den Sternen der Hauptsequenz ist der Beitrag zur Wärmefreisetzung solcher Sterne aus der Kernfusion von Wasserstoffkernen (Protonen) unbedeutend und nach Erschöpfung der Kernreserven von Lichtelementen hören die thermonuklearen Reaktionen in ihrem Darm auf, wonach sie relativ schnell abkühlen.
In braunen Zwergen, im Gegensatz zu den Sternen der HauptleitungSequenz gibt es auch keine kugelförmigen Schichten der Strahlungsenergieübertragung - die Wärmeübertragung in ihnen erfolgt nur aufgrund turbulenter Konvektion, die die Homogenität ihrer chemischen Zusammensetzung in der Tiefe bestimmt.
Zwergenrotation
Alle entdeckten Braunen Zwerge rotieren schnell – von einer Stunde bis zu mehreren zehn Stunden pro voller Rotation.
Zum Beispiel das Trio der SchnelldreherZwerge erreichen eine äquatoriale Geschwindigkeit von 360.000 km/h und sind der theoretischen Grenze, ab der ein Himmelskörper durch Zentrifugalkraft zerstört werden sollte, ziemlich nahe gekommen, und die 50-80 % höher ist als beobachtet.
Die schnelle Rotation der Zwerge wird durch das Fehlen von erklärtder Mechanismen zur Übertragung des Drehmoments, die in Sternen vorhanden sind. Beispielsweise überträgt die Sonne, die am Äquator eine Umlaufzeit von 25 Tagen und eine Äquatorgeschwindigkeit von 7284 km/h hat, ein Rotationsdrehmoment durch ein Magnetfeld: Das mit der Sonne rotierende Feld lenkt die Bewegung der Sonnenwindprotonen ab die Drehrichtung.
Somit verlangsamt sich die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne im Laufe ihrer Entwicklung immer mehr.
Ursprung
Einer der Ursprungsmechanismen von BraunZwerge sind planetarisch ähnlich. Ein brauner Zwerg bildet sich in einer protoplanetaren Scheibe am Rande. In der nächsten Phase ihres Lebens werden sie unter dem Einfluss der umgebenden Sterne in den umgebenden Raum ihres Elternsterns geworfen und bilden eine große Population unabhängiger Objekte.
Braune Zwerge können wie normale Sterne unabhängig von anderen Objekten entstehen. Sie können einzeln oder in unmittelbarer Nähe zu anderen Sternen entstehen.
Im Jahr 2015 eine Gruppe von braunenZwerge während des Formungsprozesses, und einige von ihnen zeigten die gleichen Strahlen wie massereichere Sterne während des Formungsprozesses.
Eine Asteroidenscheibe um einen Braunen Zwerg. Blick von einem hypothetischen Planeten aus einer Entfernung von etwa 3 Millionen Kilometern.
Beobachtungen
Im Gegensatz zu Hauptreihensternen, deren minimale Oberflächentemperatur etwa 4000 K beträgt, liegt die Temperatur brauner Zwerge im Bereich von 300 bis 3000 K.
Im Gegensatz zu den Sternen, die sich aufwärmenAufgrund der in ihnen stattfindenden thermonuklearen Fusion kühlen sich braune Zwerge während ihres gesamten Lebens ständig ab. Je größer der Zwerg, desto langsamer kühlt er ab.
Eigenschaften von Braunen Zwergen, Übergang zwischenPlaneten und Sterne nach Masse sind für Astronomen von besonderem Interesse. Ein Jahr nach der Entdeckung des ersten Objekts dieser Klasse wurden Wetterphänomene in der Atmosphäre von Braunen Zwergen entdeckt. Es stellte sich heraus, dass Braune Zwerge auch ihre eigenen Monde haben können.
Jüngste Beobachtungen bekannter Brauner Zwerge haben einige Muster bei der Intensivierung und Abschwächung der Strahlung im Infrarotbereich offenbart.
Dies deutet darauf hin, dass das BraunDie Zwerge sind mit relativ kalten, undurchsichtigen Wolken bedeckt, die das heiße Innere verdecken. Es wird angenommen, dass diese Wolken aufgrund starker Winde, die viel stärker sind als die bekannten Stürme auf dem Jupiter, in ständiger Bewegung sind.
Planeten um braune Zwerge
Superjupiter mit der Planetenmasse 2M1207B und 2MASSJ044144, der Braune Zwerge in großen Umlaufentfernungen umkreist, könnte eher durch Akkretion als aus einer Gas- und Staubwolke entstanden sein und könnte daher eher ein Subbrauner Zwerg als ein massereicher Planet sein.
Scheiben um Braune Zwerge entdeckthaben viele der gleichen Funktionen wie die Scheiben um Sterne. Es wird daher erwartet, dass sie im Laufe der Zeit Planeten bilden, die Braune Zwerge umkreisen. Angesichts der geringen Masse der Scheiben Brauner Zwerge werden die meisten Planeten eher terrestrische Planeten als Gasriesen sein.
Wenn ein Gasriese die Umlaufbahn umkreisen würdeWenn der Braune Zwerg und die Sonne in der Ebene ihrer Umlaufbahn liegen würden, wäre sie mit der Transitmethode leicht zu erkennen, da sie ungefähr den gleichen Durchmesser haben.
Die Akkretionszone für Planeten um einen Braunen Zwerg liegt sehr nahe am Braunen Zwerg, sodass Gezeitenkräfte einen großen Einfluss auf die gebildeten Planeten haben.
Planeten, die braune Zwerge umkreisenwahrscheinlich wasserarme Silikatplaneten. Eine Ausnahme bilden die am äußeren Rand der Gas- und Staubscheibe gebildeten Planeten, die aufgrund der niedrigeren Akkretionstemperatur theoretisch einen Teil des Wassers in ihrer Zusammensetzung zurückhalten können.
Bewohnbarkeit
Die Bewohnbarkeit wurde für rotierende Planeten untersuchtum braune Zwerge. Computermodelle zeigen sehr strenge Bedingungen für die Bewohnbarkeit solcher Planeten, da die bewohnbare Zone eng ist und aufgrund der Abkühlung des Braunen Zwergs mit der Zeit abnimmt.
Da Braune Zwerge viel schwächer sind als die Sonne, müsste ein Planet mit der Masse der Erde viel näher umkreisen, um so viel Wärme zu empfangen, wie die Erde von der Sonne erhält.
Hypothetische bewohnbare Planeten herumBraune Zwerge haben wahrscheinlich eine Umlaufzeit von nicht mehr als ein paar Erdentagen. Die bewohnbare Zone eines Braunen Zwergs ist ein Raum um einen Braunen Zwerg, in dem die Temperaturen weder zu hoch noch zu niedrig sind, als dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten der Erdmasse existieren könnte.
Die Entwicklung einfacher oder auch komplexer Lebensformen geht weiterEs wird erwartet, dass ein erdgroßer Planet, der einen Braunen Zwerg umkreist, weitgehend von der Zeit abhängt, die der Planet in der bewohnbaren Zone oder „Goldlöckchen“-Zone verbringt.
Auf der Erde dauerte die Entstehung einfachen Lebens mindestens 0,5 Milliarden Jahre, während die Entstehung komplexen mehrzelligen Lebens möglicherweise etwa 3 Milliarden Jahre gedauert hat.
Infolgedessen muss der Planet lange genug bleibenin der schrumpfenden bewohnbaren Zone eines Braunen Zwergs sein, damit einfaches Leben oder sogar fortgeschrittene Lebensformen Zeit haben, sich zu entwickeln. Andreeshchev und Scalo (2002) berechneten, dass ein Planet in einer engen Umlaufbahn um einen Braunen Zwerg mit 0,07 Sonnenmassen bis zu 10 Milliarden Jahre in der bewohnbaren Zone bleiben könnte.
Die Dauer der Wohnzeit nimmt abfür braune Zwerge mit geringerer Masse. Zum Beispiel kann ein Planet um einen Braunen Zwerg mit 0,04 Sonnenmassen nicht länger als 4 Milliarden Jahre bewohnbar bleiben.
Brauner Zwerg (kleineres Objekt) rotierendum den Stern Gliese 229, der sich im Sternbild Hase etwa 19 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Der Braune Zwerg Gliese 229B hat eine Masse von 20 bis 75 Jupitermassen.
Die neueste Studie über Braune Zwerge
- Braune Zwergkarte
Astronomen haben die vollständigste Liste zusammengestelltnahe gelegene Braune Zwerge dank Entdeckungen von Tausenden von Freiwilligen von Backyard Worlds. Die Liste und 3D-Karte von 525 Braunen Zwergen, darunter 38 erstmals gemeldete, enthält Beobachtungsdaten von verschiedenen astronomischen Instrumenten.
Als Ergebnis eine Standortkarte von mehr als500 kühle Braune Zwerge in der Nähe der Sonne. Ein internationales Team von Astronomen, unterstützt von freiwilligen Wissenschaftlern der Backyard Worlds: Planet 9-Kollaboration, kündigte eine beispiellose Zählung von 525 kühlen Braunen Zwergen im Umkreis von 65 Lichtjahren um die Sonne an, darunter 38 neue Entdeckungen.
Durch die Bestimmung der Entfernungen zu allen Volkszählungsobjekten konnten Astronomen eine dreidimensionale Karte der Verteilung kalter brauner Zwerge in der Nähe der Sonne erstellen.
- Winde und Jet-Strömungen
Ein von der University of Arizona geleitetes Forschungsteam entdeckte Winde und Jet-Strömungen auf dem der Erde am nächsten gelegenen Braunen Zwerg.
Es ist wichtig zu wissen, wie Winde auf Zwerge wehen und wie Wärme umverteilt wird, da dies uns hilft, das Klima, die extremen Temperaturen und ihre Entwicklung zu verstehen.
Um das herauszufinden, nutzte ein Forscherteam das NASA-Weltraumteleskop Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), um die beiden der Erde am nächsten gelegenen Braunen Zwerge zu untersuchen.
Sie sind 6,5 Lichtjahre entfernt.Die Braunen Zwerge heißen Luhman 16 A und B. Luhman 16 A ist etwa 34-mal so massereich wie Jupiter, und Luhman 16B, das Hauptziel der Studie, ist etwa 28-mal so massereich wie Jupiter und etwa 815 Grad heißer.
- Das binäre System der Braunen Zwerge
Wissenschaftler haben ein exotisches Binärsystem aus zwei jungen planetähnlichen Objekten entdeckt. Obwohl sie wie riesige Exoplaneten aussehen, haben sie sich wie Sterne gebildet.
Forscher unter der Leitung von Clemence Fontanive vom Zentrum für Raumfahrt und Bewohnbarkeit (CSH) der Universität Bern haben ein merkwürdiges sternenloses binäres System von Braunen Zwergen entdeckt.
Das CFHTWIR-Oph 98-System (oder kurz Oph 98) besteht aus zwei sehr massearmen Objekten Oph 98 A und Oph 98 B. Es befindet sich 450 Lichtjahre von der Erde entfernt im Ophiuchus-Sternhaufen.
Dieses Paar ist ein seltenes Beispiel für zwei Objekte, die in vielerlei Hinsicht extrasolaren Riesenplaneten ähneln, die einander ohne Mutterstern umkreisen.
Massiveres Bauteil, Oph 98 A - jungein brauner Zwerg mit einer Masse, die 15-mal so groß ist wie die des Jupiter. Wissenschaftler stellen fest, dass sich das Objekt an der Grenze zwischen Braunen Zwergen und Planeten befindet. Sein Begleiter, Oph 98 B, ist nur achtmal schwerer als Jupiter.
- Windgeschwindigkeit auf einem Braunen Zwerg
Astronomen haben erstmals die Windgeschwindigkeit gemessenBrauner Zwerg. Die von Forschern des National Radio Astronomy Observatory entwickelte Technik wird es ermöglichen, die Windgeschwindigkeit auf anderen Sternen außerhalb des Sonnensystems zu messen.
Forscher basierend auf OrbitaldatenDas Spitzer-Teleskop untersuchte den Braunen Zwerg 2MASS J10475385 + 2124234. Die Größe dieses Objekts ist vergleichbar mit der Größe des Jupiter, aber es ist ungefähr 40-mal so massereich wie der Gasriese. Der Zwerg befindet sich 34 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Durch die Untersuchung der vom Teleskop gesammelten Daten konnten Wissenschaftler ein Modell der Objektatmosphäre erstellen. Astronomen haben herausgefunden, dass sich die äußere Atmosphäre des Braunen Zwergs schneller dreht als sein innerer Teil.
Die Windgeschwindigkeit beträgt ca. 2293,315 km / h. Dies ist deutlich höher als die Windgeschwindigkeit auf dem Jupiter, die etwa 370 km / h beträgt.
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