מהם גמדים חומים?
ננסים חומים, או ננסים חומים, הם עצמים תת-כוכביים (עם מסות של
כמו בכוכבים, תגובות תרמו גרעיניות מתרחשות בהם.היתוך גרעיני על גרעיני אלמנטים קלים (דאוטריום, ליתיום, בריליום, בורון), אך בניגוד לכוכבי הרצף הראשי, התרומה לשחרור חום של כוכבים כאלה מהתמזגות גרעינית של גרעיני מימן (פרוטונים) היא לא משמעותי, ואחרי מיצוי מאגרי הגרעינים של אלמנטים קלים, התגובות התרמו-גרעיניות במעיים שלהם נפסקות, ולאחריהן הן מתקררות במהירות יחסית.
בגמדים חומים, בניגוד לכוכבי הראשיברצף, אין גם שכבות כדוריות של העברת אנרגיה קורנת - העברת חום בהם מתבצעת רק בגלל הסעה סוערת, הקובעת את ההומוגניות של ההרכב הכימי שלהם לעומק.
סיבוב גמדי
כל הגמדים החומים שהתגלו מסתובבים במהירות - משעה עד כמה עשרות שעות לכל סיבוב מלא.
למשל, שלישיית המסתובבים הכי מהיריםהגמדים מגיעים למהירות משוונית של 360,000 קמ"ש, והתקרבו למדי לגבול התיאורטי שמעבר לו צריך להרוס גוף שמימי בכוח צנטריפוגלי, והוא גדול ב-50-80% ממה שנצפה.
הסיבוב המהיר של הגמדים מוסבר בהיעדרשל מנגנוני העברת המומנט הקיים בכוכבים. לדוגמה, השמש, שיש לה תקופת סיבוב בקו המשווה של 25 ימים ומהירות משוונית של 7284 קמ"ש, מעבירה מומנט סיבובי דרך שדה מגנטי: השדה המסתובב עם השמש מסיט את תנועת פרוטוני רוח השמש ב כיוון הסיבוב.
לפיכך, מהירות סיבוב השמש מאטה יותר ויותר ככל שהיא מתפתחת.
מָקוֹר
אחד ממנגנוני המקור של החוםגמדים דומים לפלנטרית. גמד חום נוצר בדיסק פרוטו-פלנטרי בפאתיו. בשלב הבא של חייהם, בהשפעת הכוכבים שמסביב, הם נזרקים למרחב הסביבתי של כוכב האם שלהם ויוצרים אוכלוסייה גדולה של עצמים עצמאיים.
כמו כוכבים רגילים, ננסים חומים יכולים להיווצר ללא תלות בעצמים אחרים. הם יכולים להיווצר בנפרד או בסמיכות לכוכבים אחרים.
בשנת 2015, קבוצה של חומיםמתגמד בתהליך ההתהוות, וחלקם הראו את אותם סילונים כמו כוכבים מסיביים יותר בתהליך ההיווצרות.
דיסק אסטרואיד סביב גמד חום. מבט מכוכב לכת היפותטי ממרחק של כ -3 מיליון קילומטרים.
תצפיות
בניגוד לכוכבים ברצף ראשי, שטמפרטורת פני השטח המינימלית שלהם היא כ-4000 K, הטמפרטורה של ננסים חומים נעה בטווח שבין 300 ל-3000 K.
בניגוד לכוכבים שמחממים את עצמםבגלל ההיתוך התרמו-גרעיני שמתרחש בתוכם, גמדים חומים מתקררים כל הזמן במהלך חייהם, בעוד שככל שהגמד גדול יותר, כך הוא מתקרר לאט יותר.
תכונות של גמדים חומים, מעבר ביןכוכבי לכת וכוכבים לפי המסה, מעניינים אסטרונומים במיוחד. שנה לאחר גילוי האובייקט הראשון של מעמד זה התגלו תופעות מזג אוויר באטמוספירות של גמדים חומים. התברר שלגמדים חומים יכולים להיות גם ירחים משלהם.
תצפיות אחרונות על ננסים חומים ידועים חשפו כמה דפוסים בהתעצמות והפחתת הקרינה באינפרא אדום.
זה מצביע על כך שהחוםהגמדים מכוסים בעננים אטומים וקרים יחסית שמסתירים את הפנים החם. ההערכה היא כי עננים אלה נמצאים בתנועה מתמדת בגלל רוחות חזקות חזקות בהרבה מהסופות הידועות על צדק.
כוכבי לכת סביב גמדים חומים
סופר-יופיטרים בעלי מסה פלנטרית 2M1207B ו-2MASSJ044144, המקיפים ננסים חומים במרחקי מסלול גדולים, עשויים להיווצר על ידי הצטברות ולא מענן של גז ואבק, ולכן עשויים להיות גמדים חומים תת-חומים ולא כוכבי לכת מסיביים.
גילו דיסקים סביב גמדים חומיםיש הרבה מאותן פונקציות כמו הדיסקות סביב כוכבים. לפיכך, הם צפויים ליצור כוכבי לכת המקיפים ננסים חומים לאורך זמן. בהתחשב במסה הנמוכה של דיסקות ננסיות חומות, רוב כוכבי הלכת יהיו כוכבי לכת יבשתיים ולא ענקי גז.
אם ענקית גז הייתה מסתובבתננס חום והשמש ישכבו במישור מסלולו, ואז קל יהיה לזהות אותו בשיטת המעבר, כי יש להם בערך אותו קוטר.
אזור הצמיחה של כוכבי הלכת סביב גמד חום קרוב מאוד לגמד החום, ולכן לכוחות הגאות תהיה השפעה גדולה על כוכבי הלכת שנוצרו.
כוכבי לכת שמקיפים גמדים חומיםככל הנראה כוכבי לכת סיליקט דלים במים. יוצא מן הכלל הוא כוכבי הלכת הנוצרים בקצה החיצוני של דיסק הגז והאבק, אשר, בשל טמפרטורת הצמיחה הנמוכה יותר, יכולים באופן תיאורטי לשמור על חלק מהמים בהרכבם.
מגורים
נבדקה סביבת החיים לגבי כוכבי לכת המסתובביםסביב גמדים חומים. מודלים ממוחשבים מראים תנאים מחמירים מאוד למגורים של כוכבי לכת כאלה, מכיוון שהאזור המיושב למגורים צר ויורד עם הזמן עקב התקררות הגמד החום.
מכיוון שגמדים חומים עמומים הרבה יותר מהשמש, כוכב לכת בעל מסה כדור הארץ יצטרך להקיף קרוב הרבה יותר כדי לקבל חום כמו שכדור הארץ מקבל מהשמש.
כוכבי לכת היפותטיים למגורים מסביבלגמדים חומים יש כנראה תקופת מסלול של לא יותר מכמה ימי כדור הארץ. האזור המיושב של גמד חום הוא שטח של חלל סביב גמד חום בו הטמפרטורות לא גבוהות ולא נמוכות מדי מכדי שקיימים מים נוזליים על פני כדור הארץ של מסת כדור הארץ.
התפתחות חיים פשוטים או אפילו מורכבים הלאהכוכב לכת בעל מסה כדור הארץ המקיף ננס חום צפוי להיות תלוי במידה רבה בכמות הזמן שכוכב הלכת מבלה באזור המיועד למגורים, או אזור "הזהבה".
על פני כדור הארץ, הופעתם של חיים פשוטים ארכה לפחות 0.5 מיליארד שנים, בעוד שהופעתם של חיים רב-תאיים מורכבים ארכה כ-3 מיליארד שנים.
כתוצאה מכך, כדור הארץ חייב זמן רב מספיקלהיות באזור המגורים המתכווץ של גמד חום כך שלחיים פשוטים או אפילו צורות חיים מתקדמות יש זמן להתפתח. Andreeshchev and Scalo (2002) חישבו שכוכב לכת במסלול קרוב סביב ננס חום של 0.07 מסה סולרית יכול להישאר בתוך האזור המיועד למגורים עד 10 מיליארד שנים.
משך התקופה המאוכלסת פוחתלגמדים חומים בעלי מסה פחותה. לדוגמא, כוכב לכת סביב גמד חום של 0.04 המוני שמש יכול להישאר מגורים לא יותר מ -4 מיליארד שנים.
גמד חום (חפץ קטן יותר) מסתובבסביב הכוכב גליזה 229, שנמצא בקבוצת הכוכבים הארע, כ -19 שנות אור מכדור הארץ. לגמד החום גליזה 229B יש מסה של 20 עד 75 מסות צדק.
המחקר האחרון על גמדים חומים
- מפת גמד חומה
אסטרונומים ריכזו את הרשימה המלאה ביותרגמדים חומים סמוכים בזכות תגליות של אלפי מתנדבי עולמות האחוריים. הרשימה ומפת התלת ממד של 525 גמדים חומים, כולל 38 שדווחו לראשונה, כוללים נתוני תצפית ממגוון מכשירים אסטרונומיים.
כתוצאה מכך, מפת מיקום של יותר מ500 גמדים חומים קרירים בסביבת השמש. צוות בינלאומי של אסטרונומים, שנתמך על ידי מדענים מתנדבים משיתוף הפעולה של Backyard Worlds: Planet 9, הכריז על מפקד חסר תקדים של 525 גמדים חומים קרירים בתוך 65 שנות אור מהשמש, כולל 38 תגליות חדשות.
על ידי קביעת המרחקים לכל מושאי המפקד, הצליחו אסטרונומים לבנות מפה תלת מימדית של התפוצה של גמדים חומים קרים בסביבת השמש.
- רוחות וזרמי סילון
צוות מחקר בראשות אוניברסיטת אריזונה מצא רוחות וזרמי סילון על הגמד החום הקרוב ביותר לכדור הארץ.
הידיעה כיצד נושבות רוחות על גמדים וכיצד מפיץ את החום חשובה, מכיוון שהיא מסייעת לנו להבין את האקלים, הטמפרטורות הקיצוניות ואת התפתחותן.
כדי לגלות זאת, צוות חוקרים השתמש ב-Transiting Exoplanet Survey Satellite של נאס"א, או TESS, טלסקופ החלל כדי לחקור את שני הגמדים החומים הקרובים ביותר לכדור הארץ.
הם נמצאים במרחק של 6.5 שנות אור.הגמדים החומים נקראים לוהמן 16 A ו- B. Luhman 16 A מסיבי פי 34 משל צדק, ולוהמן 16 B, שהיה הנושא העיקרי במחקר שלנו, מסיבי פי 28 מיופיטר וכ- 815 מעלות חם יותר. .
- המערכת הבינארית של גמדים חומים
מדענים גילו מערכת בינארית אקזוטית של שני עצמים צעירים דמויי כוכב לכת. למרות שהם נראים כמו כוכבי לכת ענקיים, הם נוצרו באותו אופן כמו כוכבים.
חוקרים בראשות קלמנס פונטניב מהמרכז לחלל ולשיכון (CSH) באוניברסיטת ברן גילו מערכת בינארית מוזרה חסרת כוכבים של ננסים חומים.
מערכת CFHTWIR-Oph 98 (או בקיצור Oph 98) מורכבת משני עצמים בעלי מסה נמוכה מאוד Oph 98 A ו- Oph 98 B. היא ממוקמת 450 שנות אור מכדור הארץ בצביר הכוכבים Ophiuchus.
צמד זה הוא דוגמה נדירה לשני עצמים הדומים בהיבטים רבים לכוכבי לכת ענקיים מחוץ לשמש המקיפים זה את זה ללא כוכב אב.
רכיב מאסיבי יותר, אופ 98 A - צעירגמד חום עם מסה פי 15 מזה של צדק. מדענים מציינים כי האובייקט ממוקם על הגבול המפריד בין גמדים חומים לכוכבי הלכת. בן זוגו, עוף 98 ב ', כבד פי 8 בלבד מיופיטר.
- מהירות רוח על גמד חום
אסטרונומים מדדו את מהירות הרוח בפעם הראשונהגמד חום. הטכניקה, שפותחה על ידי חוקרים מהמצפה הלאומי לרדיו אסטרונומיה, תאפשר למדוד את מהירות הרוח בכוכבים אחרים מחוץ למערכת השמש.
חוקרים על סמך נתוני מסלולטלסקופ שפיצר בחן את הגמד החום 2MASS J10475385 + 2124234. גודלו של אובייקט זה דומה לגודלו של צדק, אך הוא מסיבי פי 40 מענק הגז. הגמד נמצא במרחק של 34 שנות אור מכדור הארץ.
לימוד הנתונים שנאספו על ידי הטלסקופ אפשרו למדענים לחבר מודל של אווירת האובייקט. אסטרונומים גילו כי האטמוספירה החיצונית של הגמד החום מסתובבת מהר יותר מחלקה הפנימי.
מהירות הרוח עליו היא כ 2293.315 קמ"ש. זה גבוה משמעותית ממהירות הרוח ביופיטר, שהיא כ -370 קמ"ש.
קרא עוד:
המפה המדויקת הראשונה של העולם נוצרה. מה רע בכולם?
קרינה אינפרא-אדום מידי אדם שימשה להצפנה
חיידקים שנמצאו בעמק המוות שנמצאים בקיפאון אבולוציוני במשך מיליוני שנים