Wat zijn bruine dwergen?
Bruine dwergen, of bruine dwergen, zijn substellaire objecten (met massa's van
Net als in de sterren vinden daarin thermonucleaire reacties plaats.kernfusie op de kernen van lichte elementen (deuterium, lithium, beryllium, boor), maar in tegenstelling tot de sterren van de hoofdreeks is de bijdrage aan de warmteafgifte van dergelijke sterren door de kernfusie van waterstofkernen (protonen) onbeduidend, en na uitputting van de reserves van kernen van lichte elementen, houden thermonucleaire reacties in hun darmen op, waarna ze relatief snel afkoelen.
Bij bruine dwergen, in tegenstelling tot de sterren van de hoofdrolsequentie, er zijn ook geen bolvormige lagen van stralingsenergieoverdracht - warmteoverdracht daarin wordt alleen uitgevoerd door turbulente convectie, die de homogeniteit van hun chemische samenstelling over de diepte bepaalt.
Dwergrotatie
Alle bruine dwergen die zijn ontdekt, hebben een snelle rotatie - van een uur tot enkele tientallen uren voor een volledige rotatie .
Het trio van de snelst draaiende dwergen bereikt bijvoorbeeld equatoriale snelheden van 360.000 km/u en ligt vrij dicht bij de theoretische limiet waarboven een hemellichaam zou moeten worden vernietigd door middelpuntvliedende kracht, die 50-80% groter is dan wat wordt waargenomen.
De snelle rotatie van dwergen wordt verklaard door hun gebrek aan mechanismen voor het overbrengen van het koppel dat in sterren bestaat.De zon, die een omlooptijd van 25 dagen op de evenaar en een equatoriale snelheid van 7,284 km/u heeft, zendt bijvoorbeeld uitimpulsmoment door het magnetisch veld: het veld dat met de zon meedraait, buigt afDe beweging van de protonen van de zonnewind in de draairichting.
Zo vertraagt de rotatiesnelheid van de zon steeds meer naarmate deze evolueert.
Oorsprong
Een van de mechanismen van oorsprong van bruindwergen zijn vergelijkbaar met planetair. Een bruine dwerg vormt zich in een protoplanetaire schijf aan de rand ervan. In de volgende fase van hun leven worden ze onder invloed van de omringende sterren in de omringende ruimte van hun moederster geworpen en vormen ze een grote populatie van onafhankelijke objecten.
Net als gewone sterren kunnen bruine dwergen onafhankelijk vanZe kunnen afzonderlijk of in de directe omgeving van deandere sterren.
In 2015 een groep bruindwergen in het formatieproces, en sommige vertoonden dezelfde jets als zwaardere sterren in het formatieproces.
Een asteroïdeschijf rond een bruine dwerg. Uitzicht vanaf een hypothetische planeet vanaf een afstand van ongeveer 3 miljoen kilometer.
Observaties
In tegenstelling tot hoofdreekssterren, die een minimale oppervlaktetemperatuur hebben vanongeveer 4000 K, ligt de temperatuur van bruine dwergen in het bereik van300 tot 3000 K.
In tegenstelling tot de sterren die zichzelf opwarmenDoor de thermonucleaire fusie die in hen plaatsvindt, koelen bruine dwergen hun hele leven constant af, terwijl hoe groter de dwerg, hoe langzamer hij afkoelt.
Eigenschappen van bruine dwergen, overgang tussenplaneten en sterren in massa, zijn van bijzonder belang voor astronomen. Een jaar na de ontdekking van het eerste object van deze klasse werden weersverschijnselen ontdekt in de atmosfeer van bruine dwergen. Het bleek dat bruine dwergen ook hun eigen manen kunnen hebben.
Recente waarnemingen van bekende bruine dwergen hebben enkele patronen onthuld in de versterking en verzwakking van straling in het infraroodbereik.
Dit suggereert dat bruinde dwergen zijn bedekt met relatief koude, ondoorzichtige wolken die het hete interieur verduisteren. Aangenomen wordt dat deze wolken constant in beweging zijn vanwege de sterke wind die veel sterker is dan de bekende stormen op Jupiter.
Planeten rond bruine dwergen
De super-Jupiters 2M1207B en 2MASS J044144, die op grote baanafstanden om bruine dwergen draaien, kunnenworden gevormd door accretie in plaats van uit een wolk van gas en stof, en kan daarom worden gevormd doorsub-bruine dwergen zijn, geen massieve planeten.
Ontdekte schijven rond bruine dwergenhebben veel van dezelfde functies als de schijven rond sterren. Er wordt dus verwacht dat ze in de loop van de tijd planeten zullen vormen die rond bruine dwergen draaien. Gezien de lage massa van bruine dwergschijven zullen de meeste planeten aardse planeten zijn en geen gasreuzen.
Als er een gasreus in een baan om de aarde zou draaienAls de bruine dwerg en de zon in het vlak van zijn baan zouden liggen, zou deze gemakkelijk te detecteren zijn met de transitmethode, omdat ze ongeveer dezelfde diameter hebben.
De aanwaszone voor planeten rond een bruine dwerg ligt heel dicht bij de bruine dwerg, dus getijdekrachten zullen een grote impact hebben op de gevormde planeten.
Planeten in een baan om bruine dwergenwaarschijnlijk waterschaarste silicaatplaneten zijn. Een uitzondering vormen de planeten die gevormd worden aan de buitenrand van de gas- en stofschijf, die door de lagere aanwas temperatuur theoretisch een deel van het water in hun samenstelling kunnen vasthouden.
Bewoonbaarheid
Bewoonbaarheid is onderzocht voor roterende planetenrond bruine dwergen. Computermodellen laten zeer strikte voorwaarden zien voor de bewoonbaarheid van dergelijke planeten, aangezien de bewoonbare zone smal is en in de loop van de tijd afneemt als gevolg van de afkoeling van de bruine dwerg.
Omdat bruine dwergen veel zwakker zijn dan de zon, zou een planeet met een aardmassa veel dichterbij moeten draaien om evenveel warmte te ontvangen als de aarde van de zon ontvangt.
Hypothetisch bewoonbare planeten in de buurtbruine dwergen hebben waarschijnlijk een omlooptijd van niet meer dan een paar aardse dagen. De bewoonbare zone van een bruine dwerg is een gebied rond een bruine dwerg waar de temperatuur niet te hoog of te laag is om vloeibaar water op het oppervlak van een planeet met de massa van de aarde te laten bestaan.
De ontwikkeling van eenvoudig of zelfs complex leven gaat doorEen planeet met een aardmassa die in een baan om een bruine dwerg draait, zal naar verwachting grotendeels afhangen van de hoeveelheid tijd die de planeet doorbrengt in de bewoonbare zone, de ‘Goudlokje’-zone.
Op aarde heeft de opkomst van eenvoudig leven minstens 0,5 miljard jaar geduurd, terwijl de opkomst van complex meercellig leven ongeveer 3 miljard jaar heeft geduurd.
Als gevolg hiervan moet de planeet lang genoeg zijnzich in de krimpende bewoonbare zone van een bruine dwerg bevinden, zodat eenvoudige levensvormen of zelfs geavanceerde levensvormen de tijd hebben om zich te ontwikkelen. Andreeshchev en Scalo (2002) berekenden dat een planeet in een nauwe baan rond een bruine dwerg met een massa van 0,07 zonsmassa tot wel 10 miljard jaar binnen de bewoonbare zone zou kunnen blijven.
De duur van de bewoonbare periode neemt afvoor bruine dwergen van mindere massa. Een planeet rond een bruine dwerg van 0,04 zonsmassa's kan bijvoorbeeld niet langer dan 4 miljard jaar bewoonbaar blijven.
Bruine dwerg (kleiner object) roterendrond de ster Gliese 229, die zich in het sterrenbeeld Haas bevindt, ongeveer 19 lichtjaar van de aarde verwijderd. De bruine dwerg Gliese 229B heeft een massa van 20 tot 75 Jupiter-massa's.
De laatste studie van bruine dwergen
- Bruine dwergkaart
Astronomen hebben de meest complete lijst samengesteldnabijgelegen bruine dwergen dankzij ontdekkingen van duizenden Backyard Worlds-vrijwilligers. De lijst en 3D-kaart van 525 bruine dwergen, waarvan er 38 voor het eerst werden gerapporteerd, bevatten observatiegegevens van een verscheidenheid aan astronomische instrumenten.
Het resultaat is een locatiekaart van meer dan500 koele bruine dwergen in de buurt van de zon. Een internationaal team van astronomen, ondersteund door vrijwillige wetenschappers van de Backyard Worlds: Planet 9-samenwerking, kondigde een ongekende telling aan van 525 koele bruine dwergen binnen 65 lichtjaar van de zon, waaronder 38 nieuwe ontdekkingen.
Door de afstanden tot alle censusobjecten te bepalen, konden astronomen een driedimensionale kaart maken van de verspreiding van koudbruine dwergen in de buurt van de zon.
- Winden en straalstromen
Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Arizona ontdekte winden en straalstromen op de dichtstbijzijnde bruine dwerg bij de aarde.
Weten hoe winden op dwergen blazen en hoe warmte wordt herverdeeld, is belangrijk, omdat het ons helpt het klimaat, extreme temperaturen en hun evolutie te begrijpen.
Om hier achter te komen heeft een team van onderzoekers NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite, of TESS, ruimtetelescoop gebruikt om de twee dichtstbijzijnde bruine dwergen bij de aarde te bestuderen.
Ze zijn 6,5 lichtjaar verwijderd.De bruine dwergen heten Luhman 16 A en B. Luhman 16 A is ongeveer 34 keer zo zwaar als Jupiter, en Luhman 16 B, dat het hoofdonderwerp van onze studie was, is ongeveer 28 keer zwaarder dan Jupiter en ongeveer 815 graden heter. .
- Het binaire systeem van bruine dwergen
Wetenschappers hebben een exotisch binair systeem ontdekt van twee jonge planeetachtige objecten. Hoewel ze eruit zien als gigantische exoplaneten, hebben ze zich op dezelfde manier gevormd als sterren.
Onderzoekers onder leiding van Clemence Fontanive van het Center for Space and Habitability (CSH) aan de Universiteit van Bern hebben een merkwaardig sterloos dubbelstersysteem van bruine dwergen ontdekt.
Het CFHTWIR-Oph 98-systeem (of kortweg Oph 98) bestaat uit twee objecten met een zeer lage massa, Oph 98 A en Oph 98 B. Het bevindt zich op 450 lichtjaar van de aarde in de Ophiuchus-sterrenhoop.
Dit paar is een zeldzaam voorbeeld van twee objecten die in veel opzichten lijken op reuzenplaneten buiten het zonnestelsel die zonder moederster om elkaar heen draaien.
Meer massieve component, Oph 98 A - jongeen bruine dwerg met een massa van 15 keer die van Jupiter. Wetenschappers merken op dat het object zich op de grens bevindt die bruine dwergen van de planeten scheidt. Zijn metgezel, Oph 98 B, is slechts 8 keer zwaarder dan Jupiter.
- Windsnelheid op een bruine dwerg
Astronomen hebben voor het eerst de windsnelheid gemetenbruine dwerg. De techniek, ontwikkeld door onderzoekers van het National Radio Astronomy Observatory, zal het mogelijk maken om de windsnelheid op andere sterren buiten het zonnestelsel te meten.
Onderzoekers op basis van orbitale gegevensDe Spitzer-telescoop bestudeerde de bruine dwerg 2MASS J10475385 + 2124234. De grootte van dit object is vergelijkbaar met de grootte van Jupiter, maar het is ongeveer 40 keer zwaarder dan de gasreus. De dwerg bevindt zich 34 lichtjaar van de aarde.
Door de door de telescoop verzamelde gegevens te bestuderen, konden wetenschappers een model van de atmosfeer van het object samenstellen. Astronomen hebben ontdekt dat de buitenste atmosfeer van de bruine dwerg sneller roteert dan het binnenste deel.
De windsnelheid erop is ongeveer 2293.315 km / u. Dit is beduidend hoger dan de windsnelheid op Jupiter, die ongeveer 370 km / u is.
Lees verder:
De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?
Voor versleuteling werd infraroodstraling van mensenhanden gebruikt
Bacteriën gevonden in Death Valley die al miljoenen jaren in evolutionaire stagnatie verkeren