Kas ir brūni punduri?
Brūnie punduri jeb brūnie punduri ir zemzvaigžņu objekti (ar masām
Tāpat kā zvaigznēs, tajās notiek arī kodolreakcijas.kodolsintēze uz gaismas elementu (deitērija, litija, berilija, bora) kodoliem, bet, atšķirībā no galvenās secības zvaigznēm, šādu zvaigžņu siltuma izdalīšanās no ūdeņraža kodolu (protonu) kodolsintēzes ir nenozīmīgi, un pēc gaismas elementu kodolu rezervju izsīkšanas viņu zarnās izbeidzas termobrandu reakcijas, pēc kurām tās samērā ātri atdziest.
Brūnos punduros, atšķirībā no galvenā zvaigznēmsecībā nav arī sfērisku starojuma enerģijas pārneses slāņu - siltuma pārnešana tajos tiek veikta tikai turbulentās konvekcijas dēļ, kas dziļumā nosaka to ķīmiskā sastāva viendabīgumu.
Rūķu rotācija
Visi atklātie brūnie punduri griežas ātri — no vienas stundas līdz vairākiem desmitiem stundu vienā pilnā apgriezienā.
Piemēram, visātrāk rotējošo triopunduri sasniedz ekvatoriālo ātrumu 360 000 km/h, un ir diezgan tuvu teorētiskajai robežai, pēc kuras debess ķermenis būtu jāiznīcina ar centrbēdzes spēku, un kas ir par 50-80% lielāka nekā novērots.
Rūķu straujā rotācija ir izskaidrojama ar to, ka navpar mehānismiem zvaigznēs esošā griezes momenta pārvadīšanai. Piemēram, Saule, kuras apgriezienu periods pie ekvatora ir 25 dienas un ekvatoriālais ātrums ir 7284 km/h, rotācijas griezes momentu pārraida caur magnētisko lauku: lauks, kas rotē kopā ar Sauli, novirza saules vēja protonu kustību. griešanās virzienu.
Tādējādi Saules rotācijas ātrums, attīstoties, arvien vairāk palēninās.
Izcelsme
Viens no brūnās krāsas rašanās mehānismiempunduri ir līdzīgi planētu. Protoplanetārā diskā tā nomalē izveidojas brūns punduris. Nākamajā dzīves posmā apkārtējo zvaigžņu ietekmē viņi tiek iemesti vecāku zvaigznes apkārtējā telpā un veido lielu skaitu neatkarīgu objektu.
Tāpat kā parastās zvaigznes, brūnie punduri var veidoties neatkarīgi no citiem objektiem. Tās var veidoties atsevišķi vai tuvu citām zvaigznēm.
2015. gadā brūnu grupapunduri veidošanās procesā, un daži no tiem veidošanās procesā parādīja tādas pašas strūklas kā masīvākas zvaigznes.
Asteroīdu disks ap brūnu punduri. Skats no hipotētiskas planētas no aptuveni 3 miljonu kilometru attāluma.
Novērojumi
Atšķirībā no galvenās secības zvaigznēm, kuru minimālā virsmas temperatūra ir aptuveni 4000 K, brūno punduru temperatūra ir diapazonā no 300 līdz 3000 K.
Atšķirībā no zvaigznēm, kas silda sevito iekšienē notiekošās kodoltermiskās kodolsintēzes dēļ brūni punduri visu mūžu pastāvīgi atdziest, savukārt, jo lielāks ir punduris, jo lēnāk tas atdziest.
Brūno punduru īpašības, pāreja starpplanētas un zvaigznes pēc masas īpaši interesē astronomus. Gadu pēc pirmās šīs klases objekta atklāšanas brūno punduru atmosfērā tika atklātas laika parādības. Izrādījās, ka arī brūnajiem punduriem var būt savi pavadoņi.
Nesenie zināmo brūno punduru novērojumi ir atklājuši dažus infrasarkanā starojuma intensifikācijas un vājināšanās modeļus.
Tas liek domāt, ka brūnsrūķus klāj salīdzinoši auksti, necaurspīdīgi mākoņi, kas aizsedz karsto interjeru. Tiek uzskatīts, ka šie mākoņi ir pastāvīgā kustībā spēcīga vēja dēļ, kas ir daudz spēcīgāks nekā zināmās vētras uz Jupiteru.
Planētas ap brūniem punduriem
Superjupiteri ar planētu masu 2M1207B un 2MASSJ044144, kas riņķo ap brūnajiem punduriem lielos orbītas attālumos, var veidoties akrecijas rezultātā, nevis no gāzes un putekļu mākoņa, un tāpēc tie var būt subbrūnie punduri, nevis masīvas planētas.
Atklāti diski ap brūnajiem punduriemir daudzas tādas pašas funkcijas kā diskiem ap zvaigznēm. Tādējādi paredzams, ka laika gaitā tās veidos planētas, kas riņķo ap brūnajiem punduriem. Ņemot vērā brūno punduru disku mazo masu, lielākā daļa planētu būs sauszemes planētas, nevis gāzes giganti.
Ja orbītā riņķotu gāzes gigantsbrūnais punduris un Saule atrastos tās orbītas plaknē, tad to būtu viegli noteikt ar tranzīta metodi, jo tiem ir aptuveni vienāds diametrs.
Planētu akrēcijas zona ap brūno punduri ir ļoti tuvu brūnajam pundurim, tāpēc plūdmaiņas spēkiem būs liela ietekme uz izveidotajām planētām.
Planētas, kas riņķo ap brūniem punduriemvisticamāk, ka tās būs silikāta planētas, kurās trūkst ūdens. Izņēmums ir gāzes un putekļu diska ārmalā izveidojušās planētas, kas zemākas akrēcijas temperatūras dēļ teorētiski var saglabāt daļu ūdens savā sastāvā.
Pielāgojamība
Tika pētīta rotējošo planētu dzīvesvietaap brūniem punduriem. Datoru modeļi parāda ļoti stingrus nosacījumus šādu planētu apdzīvojamībai, jo apdzīvojamā zona ir šaura un laika gaitā samazinās brūnā pundura atdzišanas dēļ.
Tā kā brūnie punduri ir daudz blāvāki par Sauli, planētai, kuras masa ir Zeme, vajadzētu riņķot daudz tuvāk, lai saņemtu tik daudz siltuma, cik Zeme saņem no Saules.
Apkārt ir hipotētiskas apdzīvojamas planētasbrūnajiem punduriem, iespējams, orbitālais periods ir ne vairāk kā dažas Zemes dienas. Brūnā pundura apdzīvojamā zona ir telpas zona ap brūno punduri, kur temperatūra nav ne pārāk augsta, ne pārāk zema, lai šķidrs ūdens varētu pastāvēt uz Zemes masas planētas virsmas.
Vienkāršas vai pat sarežģītas dzīves attīstībaParedzams, ka Zemes masas planēta, kas riņķo ap brūno punduri, lielā mērā būs atkarīga no laika, ko planēta pavada apdzīvojamajā zonā jeb "zelta spārnu" zonā.
Uz Zemes vienkāršas dzīvības rašanās prasīja vismaz 0,5 miljardus gadu, savukārt sarežģītas daudzšūnu dzīvības rašanās varēja aizņemt aptuveni 3 miljardus gadu.
Tā rezultātā planētai ir jābūt pietiekami ilgamatrasties brūnā pundura sarūkošajā apdzīvojamajā zonā, lai vienkāršai dzīvībai vai pat attīstītām dzīvības formām būtu laiks attīstīties. Andreeščevs un Skalo (2002) aprēķināja, ka planēta, kas atrodas tuvu orbītā ap 0,07 Saules masas brūno punduri, varētu palikt apdzīvojamajā zonā līdz 10 miljardiem gadu.
Apdzīvojamā perioda ilgums samazināsmazākas masas brūnajiem punduriem. Piemēram, planēta ap brūnu punduri ar 0,04 Saules masām var palikt apdzīvojama ne ilgāk kā 4 miljardus gadu.
Brūns punduris (mazāks objekts) rotējošsap zvaigzni Gliese 229, kas atrodas Zaķa zvaigznājā, aptuveni 19 gaismas gadu attālumā no Zemes. Brūnā pundura Gliese 229B masa ir no 20 līdz 75 Jupitera masām.
Jaunākais pētījums par brūnajiem punduriem
- Brūna pundura karte
Astronomi ir apkopojuši vispilnīgāko sarakstutuvumā esošie brūni punduri, pateicoties atklājumiem, ko veikuši tūkstošiem Backyard Worlds brīvprātīgo. 525 brūno punduru sarakstā un 3D kartē, ieskaitot 38 pirmos ziņotos, iekļauti novērojumu dati no dažādiem astronomiskiem instrumentiem.
Rezultātā atrašanās vietas karte vairāk nekā500 vēsi brūnie punduri Saules tuvumā. Starptautiska astronomu komanda, ko atbalsta brīvprātīgie zinātnieki no sadarbības programmas Backyard Worlds: Planet 9, paziņoja par nepieredzētu 525 vēsu brūnu punduru skaitīšanu 65 gaismas gadu attālumā no Saules, tostarp 38 jaunus atklājumus.
Nosakot attālumus līdz visiem skaitīšanas objektiem, astronomi varēja izveidot trīsdimensiju karstu auksto brūno punduru izplatības karti Saules tuvumā.
- Vēji un strūklas straumes
Pētnieku grupa, kuru vadīja Arizonas universitāte, atrada vējus un strūklas straumes uz vistuvāk Zemei brūnajam pundurim.
Ir svarīgi zināt, kā vēji pūš punduriem un kā siltums tiek pārdalīts, jo tas palīdz mums saprast klimatu, ekstremālās temperatūras un to attīstību.
Lai to noskaidrotu, pētnieku komanda izmantoja NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite jeb TESS kosmosa teleskopu, lai pētītu divus Zemei tuvākos brūnos pundurus.
Viņi atrodas 6,5 gaismas gadu attālumā.Brūnie punduri tiek saukti par Luhman 16 A un B. Luhman 16 A ir apmēram 34 reizes masīvāks nekā Jupiters, un Luhman 16 B, kas bija mūsu pētījuma galvenā tēma, ir apmēram 28 reizes masīvāka nekā Jupiter un apmēram 815 grādus karstāka .
- Brūno punduru binārā sistēma
Zinātnieki ir atklājuši eksotisku divu jaunu planētai līdzīgu objektu bināro sistēmu. Lai gan tie izskatās kā milzu eksoplanētas, tie veidojās tāpat kā zvaigznes.
Pētnieki, kurus vadīja Klemenss Fontanive no Bernes universitātes Kosmosa un dzīvesvietas centra (CSH), ir atklājuši kuriozu bezzvaigžņu brūno punduru bināro sistēmu.
CFHTWIR-Oph 98 sistēma (vai saīsināti Oph 98) sastāv no diviem ļoti zemas masas objektiem Oph 98 A un Oph 98 B. Tā atrodas 450 gaismas gadu attālumā no Zemes Ophiuchus zvaigžņu kopā.
Šis pāris ir rets piemērs diviem objektiem, kas daudzos aspektos ir līdzīgi ārpussolārām milzu planētām, kas riņķo viena ap otru bez galvenās zvaigznes.
Masīvāka sastāvdaļa, Oph 98 A - jaunabrūns punduris, kura masa 15 reizes pārsniedz Jupitera masu. Zinātnieki atzīmē, ka objekts atrodas uz robežas, kas atdala brūnos pundurus no planētām. Tās pavadonis Oph 98 B ir tikai 8 reizes smagāks par Jupiteru.
- Vēja ātrums uz brūna pundura
Astronomi vēja ātrumu mērījuši pirmo reizibrūnais punduris. Metode, ko izstrādājuši Nacionālās radioastronomijas observatorijas pētnieki, ļaus izmērīt vēja ātrumu citām zvaigznēm ārpus Saules sistēmas.
Pētnieki balstās uz orbitālajiem datiemSpitzera teleskops pētīja brūno punduri 2MASS J10475385 + 2124234. Šī objekta izmērs ir salīdzināms ar Jupitera izmēru, taču tas ir apmēram 40 reizes masīvāks nekā gāzes gigants. Rūķis atrodas 34 gaismas gadu attālumā no Zemes.
Teleskopa savākto datu izpēte ļāva zinātniekiem sastādīt objekta atmosfēras modeli. Astronomi ir atklājuši, ka brūnā pundura ārējā atmosfēra rotē ātrāk nekā tā iekšējā daļa.
Vēja ātrums uz tā ir aptuveni 2293,315 km / h. Tas ir ievērojami lielāks nekā vēja ātrums Jupiterā, kas ir aptuveni 370 km / h.
Lasīt vairāk:
Tika izveidota pirmā precīzā pasaules karte. Kas vainas visiem pārējiem?
Šifrēšanai tika izmantots cilvēka roku infrasarkanais starojums
Nāves ielejā atrastās baktērijas, kuras evolūcijas stagnācijā atrodas miljoniem gadu