Mitä ovat ruskeat kääpiöt?
Ruskeat kääpiöt tai ruskeat kääpiöt ovat tähtien alapuolella olevia esineitä (joiden massat
Kuten tähdissä, niissä tapahtuu ydinreaktioita.ydinfuusio kevyiden alkuaineiden (deuterium, litium, beryllium, boori) ytimissä, mutta toisin kuin pääsekvenssin tähdet, vaikutus tällaisten tähtien lämmön vapautumiseen vetyydinten (protonien) ydinfuusiosta on merkityksetön, ja kevyiden alkuaineiden ydinvarastojen ehtymisen jälkeen lämpöydinreaktiot suolistossa loppuvat, minkä jälkeen ne jäähtyvät suhteellisen nopeasti.
Ruskeassa kääpiössä, toisin kuin pää tähdetsekvenssissä ei ole myöskään pallomaisia säteilyn energiansiirtokerroksia - lämmönsiirto niissä tapahtuu vain turbulentin konvektion vuoksi, joka määrittää niiden kemiallisen koostumuksen homogeenisuuden syvyydessä.
Kääpiön kierto
Kaikki löydetyt ruskeat kääpiöt pyörivät nopeasti - tunnista useisiin kymmeneen tuntiin täydellä kierroksella.
Esimerkiksi nopeimmin pyörivien trioDwarfs saavuttaa päiväntasaajan 360 000 km/h nopeuden ja on tullut melko lähelle teoreettista rajaa, jonka ylittyessä taivaankappale tulisi tuhota keskipakovoimalla, ja joka on 50-80 % havaittua suurempi.
Kääpiöiden nopea pyöriminen selittyy niiden puuttumisellatähdissä olevan vääntömomentin siirtomekanismeista. Esimerkiksi Aurinko, jonka kiertoaika päiväntasaajalla on 25 päivää ja päiväntasaajan nopeus 7284 km/h, välittää pyörimismomentin magneettikentän kautta: Auringon mukana pyörivä kenttä ohjaa aurinkotuulen protonien liikettä pyörimissuunta.
Siten auringon pyörimisnopeus hidastuu yhä enemmän sen kehittyessä.
Alkuperä
Yksi ruskean alkuperän mekanismeistakääpiöt ovat samanlaisia kuin planeetta. Ruskea kääpiö muodostuu protoplaneettalevylle sen laidalle. Elämänsä seuraavassa vaiheessa heidät ympäröivien tähtien vaikutuksesta heidät tähtensä ympäröivään tilaan ja muodostavat suuren joukon itsenäisiä esineitä.
Kuten tavalliset tähdet, ruskeat kääpiöt voivat muodostua muista esineistä riippumatta. Ne voivat muodostua yksittäin tai lähelle muita tähtiä.
Vuonna 2015 ryhmä ruskeaakääpiöt muodostumisprosessissa, ja joillakin heistä oli samat suihkut kuin massiivisemmilla tähdillä muodostumisprosessissa.
Asteroidilevy ruskean kääpiön ympärillä. Näkymä hypoteettiselta planeetalta noin 3 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.
Huomautukset
Toisin kuin pääsarjan tähdet, joiden minimipintalämpötila on noin 4000 K, ruskeiden kääpiöiden lämpötila on 300-3000 K.
Toisin kuin tähdet, jotka lämmittävät itseäänniiden sisällä tapahtuvan lämpöydinfuusion vuoksi ruskeat kääpiöt jäähtyvät jatkuvasti koko elämänsä ajan, kun taas mitä suurempi kääpiö, sitä hitaammin se jäähtyy.
Ruskojen kääpiöiden ominaisuudet, siirtyminen välilläplaneetat ja tähdet massasta, kiinnostaa erityisesti tähtitieteilijöitä. Vuosi tämän luokan ensimmäisen kohteen löytämisen jälkeen sääilmiöitä löydettiin ruskojen kääpiöiden ilmakehästä. Kävi ilmi, että ruskoilla kääpiöillä voi olla myös omat kuut.
Viimeaikaiset havainnot tunnetuista ruskeista kääpiöistä ovat paljastaneet joitain kuvioita infrapunasäteilyn tehostumisessa ja vaimenemisessa.
Tämä viittaa siihen, että ruskeakääpiöt ovat peitetty suhteellisen kylmillä, läpinäkymättömillä pilvillä, jotka peittävät kuuman sisätilan. Näiden pilvien uskotaan olevan jatkuvassa liikkeessä voimakkaiden tuulien vuoksi, jotka ovat paljon voimakkaampia kuin tunnetut myrskyt Jupiterilla.
Planeetat ruskojen kääpiöiden ympärillä
Super-Jupiterit, joiden planeettamassa on 2M1207B ja 2MASSJ044144, joka kiertää ruskeita kääpiöitä suurilla kiertoradan etäisyyksillä, voi muodostua akkretiona pikemminkin kuin kaasu- ja pölypilvistä, ja siksi ne voivat olla ruskeita kääpiöitä ennemminkin kuin massiivisia planeettoja.
Löysi kiekkoja ruskeiden kääpiöiden ympäriltäniillä on monia samoja toimintoja kuin tähtien ympärillä olevilla levyillä. Siten niiden odotetaan muodostavan planeettoja, jotka kiertävät ruskeita kääpiöitä ajan myötä. Ruskeiden kääpiökiekkojen pienen massan vuoksi useimmat planeetat ovat maanpäällisiä planeettoja eikä kaasujättiläisiä.
Jos kaasujättiläinen kiertäisiruskea kääpiö ja Aurinko olisivat kiertoradansa tasossa, silloin se olisi helppo havaita kauttakulkumenetelmällä, koska niiden halkaisija on suunnilleen sama.
Ruskean kääpiön ympärillä olevien planeettojen kertymisvyöhyke on hyvin lähellä ruskeaa kääpiötä, joten vuorovesivoimilla on suuri vaikutus muodostuneisiin planeetoihin.
Planeetat kiertävät ruskoja kääpiöitätodennäköisesti veden niukkaa silikaattiplaneetaa. Poikkeuksena ovat kaasu- ja pölylevyn ulkoreunaan muodostuneet planeetat, jotka matalamman kiihtymislämpötilan vuoksi voivat teoriassa pitää osan vedestä koostumuksessaan.
Asuttavuus
Pyörivien planeettojen asuttavuutta on tutkitturuskojen kääpiöiden ympärillä. Tietokonemallit osoittavat hyvin tiukat edellytykset tällaisten planeettojen asuttavuudelle, koska asuttava vyöhyke on kapea ja pienenee ajan myötä ruskean kääpiön jäähtymisen vuoksi.
Koska ruskeat kääpiöt ovat paljon himmeämpiä kuin Aurinko, maapallon massaplaneetan täytyisi kiertää paljon lähempänä vastaanottaakseen yhtä paljon lämpöä kuin Maa saa Auringosta.
Hypoteettiset asuttavat planeetat ympärilläruskojen kääpiöiden kiertorata on todennäköisesti korkeintaan muutama maapallo. Ruskean kääpiön asuttava vyöhyke on ruskean kääpiön ympärillä oleva avaruusalue, jossa lämpötilat eivät ole liian korkeita eivätkä liian matalia nestemäisen veden olemassaolemiseksi maapallon planeetan pinnalla.
Yksinkertaisen tai jopa monimutkaisen elämän kehittyminenRuskeaa kääpiötä kiertävän maapallon planeetan odotetaan riippuvan pitkälti ajasta, jonka planeetta viettää asumiskelpoisella vyöhykkeellä eli "kultakutrivyöhykkeellä".
Maapallolla yksinkertaisen elämän syntyminen kesti vähintään 0,5 miljardia vuotta, kun taas monimutkaisen monisoluisen elämän syntyminen saattoi kestää noin 3 miljardia vuotta.
Tämän seurauksena planeetan on oltava tarpeeksi pitkäolla ruskean kääpiön kutistuvalla asumisvyöhykkeellä, jotta yksinkertaisella elämällä tai jopa edistyneillä elämänmuodoilla on aikaa kehittyä. Andreeshchev ja Scalo (2002) laskivat, että planeetta, joka on lähellä kiertoradalla 0,07 aurinkomassan ruskean kääpiön ympärillä, voi pysyä asuttavalla vyöhykkeellä jopa 10 miljardia vuotta.
Asumisajan pituus lyheneepienemmille ruskeille kääpiöille. Esimerkiksi 0,04 aurinkomassan ruskean kääpiön ympärillä oleva planeetta voi pysyä asumiskelpoisena enintään 4 miljardia vuotta.
Ruskea kääpiö (pienempi esine) pyöriväGliese 229 -tähden ympärillä, joka sijaitsee Jäniksen tähdistössä, noin 19 valovuoden päässä Maasta. Ruskean kääpiön Gliese 229B massa on 20-75 Jupiter-massaa.
Viimeisin tutkimus ruskeista kääpiöistä
- Ruskea kääpiökartta
Tähtitieteilijät ovat laatineet täydellisen luettelonlähellä olevia ruskeita kääpiöitä tuhansien Backyard Worldsin vapaaehtoisten tekemien löytöjen ansiosta. 525 ruskean kääpiön luettelo ja 3D-kartta, mukaan lukien 38 ensin ilmoitettua, sisältävät havainnointitietoja useista tähtitieteellisistä välineistä.
Tämän seurauksena sijaintikartta yli500 viileää ruskeaa kääpiötä Auringon läheisyydessä. Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä Backyard Worlds: Planet 9 -yhteistyön vapaaehtoisten tutkijoiden tukemana ilmoitti ennennäkemättömästä 525 viileän ruskean kääpiön laskemisesta 65 valovuoden säteellä Auringosta, mukaan lukien 38 uutta löytöä.
Määrittämällä etäisyydet kaikkiin väestönlaskentakohteisiin tähtitieteilijät pystyivät rakentamaan kolmiulotteisen kartan kylmien ruskeiden kääpiöiden jakautumisesta Auringon läheisyyteen.
- Tuulet ja suihkuvirrat
Arizonan yliopiston johtama tutkimusryhmä löysi tuulet ja suihkuvirrat maan lähimpään ruskoon kääpiöön.
On tärkeää tietää, kuinka tuulet puhaltavat kääpiöille ja kuinka lämpö jakautuu uudelleen, koska se auttaa meitä ymmärtämään ilmastoa, äärilämpötiloja ja niiden kehitystä.
Asian selvittämiseksi joukko tutkijoita käytti NASAn Transiting Exoplanet Survey Satellite- eli TESS-avaruusteleskooppia tutkiakseen kahta maata lähinnä olevaa ruskeaa kääpiötä.
Ne ovat 6,5 valovuoden päässä.Ruskojen kääpiöiden nimet ovat Luhman 16 A ja B.
- Binaarijärjestelmä ruskoja kääpiöitä
Tutkijat ovat löytäneet eksoottisen binaarijärjestelmän kahdesta nuoresta planeettamaisesta esineestä. Vaikka ne näyttävätkin jättiläisiltä eksoplaneettoilta, ne muodostuivat samalla tavalla kuin tähdet.
Berliinin yliopiston avaruus- ja asumisympäristökeskuksen (CSH) Clemence Fontaniven johtamat tutkijat ovat löytäneet utelias tähtitön binaarinen ruskea kääpiöjärjestelmä.
CFHTWIR-Oph 98 -järjestelmä (tai lyhennettynä Oph 98) koostuu kahdesta erittäin pienimassaisesta kohteesta Oph 98 A ja Oph 98 B. Se sijaitsee 450 valovuoden päässä Maasta Ophiuchus-tähtijoukossa.
Tämä pari on harvinainen esimerkki kahdesta esineestä, jotka ovat monilta osin samanlaisia kuin Auringon ulkopuoliset jättiläisplaneetat, jotka kiertävät toisiaan ilman emotähtä.
Massiivisempi komponentti, Oph 98 A - nuoriruskea kääpiö, jonka massa on 15 kertaa Jupiterin massa. Tutkijat huomauttavat, että esine sijaitsee rajalla, joka erottaa ruskeat kääpiöt planeetoista. Sen seuralainen Oph 98 B on vain kahdeksan kertaa raskaampi kuin Jupiter.
- Tuulennopeus ruskealla kääpiöllä
Tähtitieteilijät ovat mitanneet tuulen nopeuden ensimmäistä kertaaruskea kääpiö. National Radio Astronomy Observatoryn tutkijoiden kehittämä tekniikka mahdollistaa tuulen nopeuden mittaamisen muissa aurinkokunnan ulkopuolisissa tähdissä.
Tutkijat perustuvat kiertoradatietoihinSpitzer-teleskooppi tutki ruskeaa kääpiötä 2MASS J10475385 + 2124234. Tämän kohteen koko on verrattavissa Jupiterin kokoon, mutta se on noin 40 kertaa massiivisempi kuin kaasujätti. Kääpiö sijaitsee 34 valovuoden päässä Maasta.
Teleskoopin keräämien tietojen tutkiminen antoi tutkijoille mahdollisuuden koota malli kohteen ilmakehästä. Tähtitieteilijät ovat havainneet, että ruskean kääpiön ulkoilmakehä kiertää nopeammin kuin sen sisäosa.
Tuulen nopeus siinä on noin 2293,315 km / h. Tämä on huomattavasti korkeampi kuin tuulen nopeus Jupiterilla, joka on noin 370 km / h.
Lue lisää:
Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?
Salaukseen käytettiin ihmisen käsien infrapunasäteilyä
Kuolemanlaaksosta löydetyt bakteerit, jotka ovat olleet evoluutiopysähdyksissä miljoonien vuosien ajan