Što su smeđi patuljci?
Smeđi patuljci ili smeđi patuljci su podzvjezdani objekti (mase od
Kao i u zvijezdama, i u njima se odvijaju termonuklearne reakcije.nuklearna fuzija na jezgrama lakih elemenata (deuterij, litij, berilij, bor), ali, za razliku od zvijezda glavne sekvence, doprinos toplinskom oslobađanju takvih zvijezda iz nuklearne fuzije jezgri vodika (protoni) je beznačajno, a nakon iscrpljivanja jezgri lakih elemenata prestaju termonuklearne reakcije u njihovim crijevima, nakon čega se relativno brzo hlade.
U smeđih patuljaka, za razliku od zvijezda glavneslijedom, također nema sfernih slojeva prijenosa energije zračenjem - prijenos topline u njima se provodi samo zbog turbulentne konvekcije, koja određuje homogenost njihova kemijskog sastava u dubini.
Patuljasta rotacija
Svi otkriveni smeđi patuljci rotiraju brzo - od jednog sata do nekoliko desetaka sati po punoj rotaciji.
Na primjer, trio najbrže rotirajućihpatuljaka dostiže ekvatorijalnu brzinu od 360 000 km/h, te se prilično približio teoretskoj granici iznad koje bi nebesko tijelo trebalo uništiti centrifugalnom silom, a koja je 50-80% veća od promatrane.
Brza rotacija patuljaka objašnjava se nedostatkommehanizama za prijenos momenta koji postoji u zvijezdama. Na primjer, Sunce, koje ima period revolucije na ekvatoru od 25 dana i ekvatorsku brzinu od 7284 km/h, prenosi rotacijski moment kroz magnetsko polje: polje koje rotira sa Suncem skreće kretanje protona Sunčevog vjetra u smjer rotacije.
Dakle, brzina rotacije Sunca usporava se sve više i više kako se razvija.
Podrijetlo
Jedan od mehanizama nastanka smeđe bojepatuljci su slični planetarnim. Smeđi patuljak stvara se u protoplanetarnom disku na njegovoj periferiji. U sljedećoj fazi svog života, pod utjecajem okolnih zvijezda, bacaju se u okolni prostor svoje matične zvijezde i čine veliku populaciju neovisnih objekata.
Kao i obične zvijezde, smeđi patuljci mogu nastati neovisno o drugim objektima. Mogu se formirati pojedinačno ili u neposrednoj blizini drugih zvijezda.
2015. skupina smeđihpatuljci u procesu formiranja, a neki od njih pokazali su iste mlazove kao i masivne zvijezde u procesu formiranja.
Disk asteroida oko smeđeg patuljka. Pogled s hipotetskog planeta s udaljenosti od oko 3 milijuna kilometara.
Promatranja
Za razliku od zvijezda glavnog niza, čija je minimalna površinska temperatura oko 4000 K, temperatura smeđih patuljaka je u rasponu od 300 do 3000 K.
Za razliku od zvijezda koje se zagrijavajuzbog termonuklearne fuzije koja se odvija u njima, smeđi patuljci se neprestano hlade tijekom svog života, dok je veći patuljak to se sporije hladi.
Svojstva smeđih patuljaka, prijelazni izmeđuplaneti i zvijezde po masi, posebno su zanimljivi astronomima. Godinu dana nakon otkrića prvog predmeta ove klase, vremenske pojave otkrivene su u atmosferi smeđih patuljaka. Pokazalo se da smeđi patuljci mogu imati i svoje mjesece.
Nedavna promatranja poznatih smeđih patuljaka otkrila su neke obrasce u intenziviranju i slabljenju zračenja u infracrvenom zračenju.
To sugerira da je smeđapatuljci su prekriveni relativno hladnim, neprozirnim oblacima koji zaklanjaju vruću unutrašnjost. Vjeruje se da su ovi oblaci u stalnom pokretu zbog jakog vjetra mnogo jačeg od poznatih oluja na Jupiteru.
Planeti oko smeđih patuljaka
Super-Jupiteri planetarne mase 2M1207B i 2MASSJ044144, koji kruže oko smeđih patuljaka na velikim orbitalnim udaljenostima, možda su formirani akrecijom, a ne iz oblaka plina i prašine, i stoga mogu biti podsmeđi patuljci, a ne masivni planeti.
Otkriveni diskovi oko smeđih patuljakaimaju mnoge iste funkcije kao diskovi oko zvijezda. Stoga se očekuje da će s vremenom formirati planete koji kruže oko smeđih patuljaka. S obzirom na malu masu diskova smeđih patuljaka, većina planeta bit će zemaljski planeti, a ne plinoviti divovi.
Kad bi plinoviti div kružiosmeđi patuljak i Sunce ležali u ravnini njegove orbite, tada bi ih bilo lako otkriti tranzitnom metodom, jer imaju približno isti promjer.
Zona nakupljanja planeta oko smeđeg patuljka vrlo je blizu smeđeg patuljka, pa će plimne sile imati velik utjecaj na nastale planete.
Planeti koji kruže oko smeđih patuljakavjerojatno bi to bili silikatni planeti s nedostatkom vode. Iznimka su planeti nastali na vanjskom rubu diska s plinovima i prašinom, koji zbog niže temperature prirasta teoretski mogu zadržati dio vode u svom sastavu.
Useljivost
Studiranost je proučavana za planete koji se okrećuoko smeđih patuljaka. Računalni modeli pokazuju vrlo stroge uvjete za nastanjivost takvih planeta, jer je naseljiva zona uska i vremenom se smanjuje zbog hlađenja smeđeg patuljka.
Budući da su smeđi patuljci mnogo tamniji od Sunca, planet Zemljine mase morao bi kružiti mnogo bliže da primi onoliko topline koliko Zemlja prima od Sunca.
Hipotetički naseljivi planeti okolosmeđi patuljci vjerojatno imaju orbitalno razdoblje koje traje najviše nekoliko zemaljskih dana. Naseljena zona smeđeg patuljka područje je prostora oko smeđeg patuljka u kojem temperature nisu ni previsoke ni preniske da bi tekuća voda mogla postojati na površini planeta Zemljine mase.
Razvoj jednostavnog ili čak složenog života naOčekuje se da će planet Zemljine mase koji kruži oko smeđeg patuljka uvelike ovisiti o vremenu koje planet provede unutar nastanjive zone ili zone "Zlatokose".
Na Zemlji je za nastanak jednostavnog života trebalo najmanje 0,5 milijardi godina, dok je za nastanak složenog višestaničnog života možda trebalo otprilike 3 milijarde godina.
Kao rezultat toga, planet mora biti dovoljno dugobiti u sve manjoj naseljivoj zoni smeđeg patuljka kako bi jednostavni životni ili čak napredni oblici života imali vremena za razvoj. Andreeshchev i Scalo (2002.) izračunali su da bi planet u bliskoj orbiti oko smeđeg patuljka od 0,07 solarne mase mogao ostati unutar nastanjive zone do 10 milijardi godina.
Trajanje razdoblja nastanjivosti se smanjujeza smeđe patuljke manje mase. Na primjer, planet oko smeđeg patuljka od 0,04 Sunčeve mase može ostati nastanjiv ne više od 4 milijarde godina.
Smeđi patuljak (manji objekt) koji se okrećeoko zvijezde Gliese 229, koja se nalazi u zviježđu Hare, oko 19 svjetlosnih godina od Zemlje. Smeđi patuljak Gliese 229B ima masu od 20 do 75 Jupiterovih masa.
Najnovije istraživanje smeđih patuljaka
- Karta smeđeg patuljka
Astronomi su sastavili najcjelovitiji popisobližnjih smeđih patuljaka zahvaljujući otkrićima koje su napravile tisuće volontera Backyard Worldsa. Popis i 3D karta 525 smeđih patuljaka, uključujući 38 prvih prijavljenih, uključuju podatke o promatranju iz različitih astronomskih instrumenata.
Kao rezultat toga, karta lokacije od više od500 hladnih smeđih patuljaka u blizini Sunca. Međunarodni tim astronoma, potpomognut znanstvenicima volonterima iz Backyard Worlds: Planet 9 kolaboracije, najavio je popis bez presedana 525 hladnih smeđih patuljaka unutar 65 svjetlosnih godina od Sunca, uključujući 38 novih otkrića.
Određivanjem udaljenosti do svih popisnih objekata, astronomi su uspjeli sagraditi trodimenzionalnu kartu raspodjele hladnih smeđih patuljaka u blizini Sunca.
- Vjetrovi i mlazne struje
Istraživački tim pod vodstvom Sveučilišta u Arizoni pronašao je vjetrove i mlazne struje na najbližem smeđem patuljuku na Zemlji.
Važno je znati kako vjetrovi pušu na patuljke i kako se toplina preraspodjeljuje, jer nam pomaže razumjeti klimu, ekstremne temperature i njihov razvoj.
Kako bi to saznali, tim istraživača upotrijebio je NASA-in svemirski teleskop Transiting Exoplanet Survey Satellite ili TESS za proučavanje dva smeđa patuljka najbliža Zemlji.
Udaljeni su 6,5 svjetlosnih godina.Smeđi patuljci nose imena Luhman 16 A i B. Luhman 16 A je oko 34 puta masivniji od Jupitera, a Luhman 16 B, koji je bio glavni cilj studije, oko 28 puta je masivniji od Jupitera i oko 815 stupnjeva vrući.
- Binarni sustav smeđih patuljaka
Znanstvenici su otkrili egzotični binarni sustav dva mlada objekta slična planeti. Iako izgledaju poput divovskih egzoplaneta, nastali su na isti način kao i zvijezde.
Istraživači pod vodstvom Clemencea Fontanivea iz Centra za svemir i nastanjivost (CSH) sa Sveučilišta u Bernu otkrili su znatiželjni binarni sustav smeđih patuljaka bez zvijezda.
Sustav CFHTWIR-Oph 98 (ili skraćeno Oph 98) sastoji se od dva objekta vrlo male mase Oph 98 A i Oph 98 B. Nalazi se 450 svjetlosnih godina od Zemlje u zvjezdanom skupu Ophiuchus.
Ovaj je par rijedak primjer dva objekta slična u mnogim aspektima izvansolarnim divovskim planetima koji kruže jedan oko drugoga bez matične zvijezde.
Masivnija komponenta, Oph 98 A - mladasmeđi patuljak mase 15 puta veće od mase Jupitera. Znanstvenici primjećuju da se objekt nalazi na granici koja razdvaja smeđe patuljke od planeta. Njegov suputnik, Oph 98 B, samo je 8 puta teži od Jupitera.
- Brzina vjetra na smeđem patuljku
Astronomi su prvi put izmjerili brzinu vjetrasmeđi patuljak. Tehnika koju su razvili istraživači iz Nacionalnog radioastronomskog opservatorija omogućit će mjerenje brzine vjetra na drugim zvijezdama izvan Sunčeva sustava.
Istraživači temeljeni na orbitalnim podacimaTeleskop Spitzer proučavao je smeđeg patuljka 2MASS J10475385 + 2124234. Veličina ovog objekta usporediva je s veličinom Jupitera, ali je oko 40 puta masivnija od plinskog diva. Patuljak se nalazi 34 svjetlosne godine od Zemlje.
Proučavanje podataka prikupljenih teleskopom omogućilo je znanstvenicima da sastave model atmosfere objekta. Astronomi su otkrili da se vanjska atmosfera smeđeg patuljka okreće brže od svog unutarnjeg dijela.
Brzina vjetra na njemu iznosi približno 2293,315 km / h. To je znatno veće od brzine vjetra na Jupiteru, koja iznosi oko 370 km / h.
Čitaj više:
Stvorena je prva točna karta svijeta. Što nije u redu sa svima ostalima?
Za šifriranje je korišteno infracrveno zračenje ljudskih ruku
Bakterije pronađene u Dolini smrti koje su milijunima godina u evolucijskoj stagnaciji