Čo sú hnedí trpaslíci?
Hnedí trpaslíci alebo hnedí trpaslíci sú subhviezdne objekty (s hmotnosťou
Rovnako ako vo hviezdach, aj v nich prebiehajú termonukleárne reakcie.jadrová fúzia na jadrách ľahkých prvkov (deutérium, lítium, berýlium, bór), ale na rozdiel od hviezd hlavnej sekvencie je príspevok na uvoľnenie tepla týchto hviezd z jadrovej fúzie vodíkových jadier (protónov) nepodstatné a po vyčerpaní zásob jadier ľahkých prvkov prestávajú v ich útrobách termonukleárne reakcie, po ktorých sa pomerne rýchlo ochladia.
U hnedých trpaslíkov, na rozdiel od hviezd hlavnejpostupnosť, tiež neexistujú sférické vrstvy prenosu sálavej energie - prenos tepla v nich sa uskutočňuje iba vďaka turbulentnej konvekcii, ktorá určuje do hĺbky homogenitu ich chemického zloženia.
Rotácia trpaslíkov
Všetci objavení hnedí trpaslíci rotujú rýchlo – od hodiny až po niekoľko desiatok hodín na celú rotáciu.
Napríklad trojica najrýchlejšie rotujúcichtrpaslíci dosahujú rovníkovú rýchlosť 360 000 km/h a dostali sa celkom blízko k teoretickej hranici, za ktorou by malo byť nebeské teleso zničené odstredivou silou, a ktorá je o 50-80 % väčšia ako pozorovaná.
Rýchla rotácia trpaslíkov sa vysvetľuje absencioumechanizmov na prenos krútiaceho momentu, ktorý existuje vo hviezdach. Napríklad Slnko, ktoré má periódu otáčania na rovníku 25 dní a rovníkovú rýchlosť 7284 km/h, prenáša rotačný moment cez magnetické pole: pole rotujúce so Slnkom odchyľuje pohyb protónov slnečného vetra v smer otáčania.
Rýchlosť rotácie Slnka sa teda pri vývoji čoraz viac spomaľuje.
Pôvod
Jeden z mechanizmov pôvodu hnedejtrpaslíci sú podobní planetárnym. V protoplanetárnom disku na jeho okraji sa tvorí hnedý trpaslík. V ďalšej etape svojho života sú pod vplyvom okolitých hviezd vrhané do okolitého priestoru svojej materskej hviezdy a tvoria veľkú populáciu nezávislých objektov.
Rovnako ako bežné hviezdy, aj hnedí trpaslíci sa môžu vytvárať nezávisle od iných objektov. Môžu vznikať jednotlivo alebo v tesnej blízkosti iných hviezd.
V roku 2015 skupina hnedýchtrpaslíkov v procese formovania a niektorí z nich v procese formovania vykazovali rovnaké trysky ako hmotnejšie hviezdy.
Asteroidový disk okolo hnedého trpaslíka. Pohľad z hypotetickej planéty zo vzdialenosti asi 3 miliónov kilometrov.
Postrehy
Na rozdiel od hviezd hlavnej postupnosti, ktorých minimálna povrchová teplota je asi 4000 K, teplota hnedých trpaslíkov leží v rozmedzí od 300 do 3000 K.
Na rozdiel od hviezd, ktoré sa zahrievajúvďaka termonukleárnej fúzii, ktorá v nich prebieha, sa hnedí trpaslíci neustále ochladzujú počas celého života, zatiaľ čo čím väčší je trpaslík, tým pomalšie sa ochladzuje.
Vlastnosti hnedých trpaslíkov, prechodné medziplanéty a hmotnostné hviezdy sú zvlášť zaujímavé pre astronómov. Rok po objavení prvého objektu tejto triedy boli v atmosférach hnedých trpaslíkov objavené poveternostné javy. Ukázalo sa, že hnedí trpaslíci môžu mať aj svoje vlastné mesiace.
Nedávne pozorovania známych hnedých trpaslíkov odhalili určité vzorce v zosilňovaní a zoslabovaní infračerveného žiarenia.
To naznačuje, že hnedátrpaslíci sú pokrytí pomerne studenými, nepriehľadnými mrakmi zakrývajúcimi horúce vnútrozemie. Predpokladá sa, že tieto mraky sú v neustálom pohybe kvôli silnému vetru, ktorý je oveľa silnejší ako známe búrky na Jupiteri.
Planéty okolo hnedých trpaslíkov
Super-Jupitery s planetárnou hmotnosťou 2M1207B a 2MASSJ044144, ktorý obieha okolo hnedých trpaslíkov vo veľkých orbitálnych vzdialenostiach, môže byť vytvorený skôr narastaním než z oblaku plynu a prachu, a preto môže ísť skôr o podhnedých trpaslíkov ako o masívne planéty.
Objavili disky okolo hnedých trpaslíkovmajú mnoho rovnakých funkcií ako disky okolo hviezd. Očakáva sa teda, že časom vytvoria planéty obiehajúce okolo hnedých trpaslíkov. Vzhľadom na nízku hmotnosť diskov hnedých trpaslíkov bude väčšina planét skôr terestrickými planétami než plynnými obrami.
Ak by obiehal plynový giganthnedého trpaslíka a Slnko by ležalo v rovine jeho obežnej dráhy, potom by sa dalo ľahko odhaliť tranzitnou metódou, pretože majú približne rovnaký priemer.
Akrečná zóna pre planéty okolo hnedého trpaslíka je veľmi blízko k hnedému trpaslíkovi, takže prílivové sily budú mať veľký vplyv na vzniknuté planéty.
Planéty obiehajúce okolo hnedých trpaslíkovpravdepodobne to budú kremičité planéty s nedostatkom vody. Výnimkou sú planéty vytvorené na vonkajšom okraji plynového a prachového disku, ktoré vďaka nižšej akumulačnej teplote môžu teoreticky zadržiavať časť vody vo svojom zložení.
Obyvateľnosť
Obyvateľnosť bola študovaná pre rotujúce planétyokolo hnedých trpaslíkov. Počítačové modely ukazujú veľmi prísne podmienky pre obývateľnosť týchto planét, pretože obývateľná zóna je úzka a časom klesá v dôsledku ochladenia hnedého trpaslíka.
Pretože hnedí trpaslíci sú oveľa slabšie ako Slnko, planéta s hmotnosťou Zeme by musela obiehať oveľa bližšie, aby prijala toľko tepla, koľko prijíma Zem od Slnka.
Hypotetické obývateľné planéty okolohnedí trpaslíci majú pravdepodobne obežné obdobie nie dlhšie ako niekoľko pozemských dní. Obytná zóna hnedého trpaslíka je oblasť vesmíru okolo hnedého trpaslíka, kde teploty nie sú ani príliš vysoké, ani príliš nízke na to, aby na povrchu planéty s hmotou Zeme mohla existovať tekutá voda.
Rozvoj jednoduchého alebo aj zložitého života ďalejOčakáva sa, že planéta s hmotnosťou Zeme obiehajúca okolo hnedého trpaslíka bude do značnej miery závisieť od množstva času, ktorý planéta strávi v obývateľnej zóne alebo zóne „Zlatovlásky“.
Na Zemi vznik jednoduchého života trval najmenej 0,5 miliardy rokov, zatiaľ čo vznik zložitého mnohobunkového života mohol trvať približne 3 miliardy rokov.
V dôsledku toho musí planéta dostatočne dlhobyť v zmenšujúcej sa obývateľnej zóne hnedého trpaslíka, aby sa jednoduchý život alebo dokonca pokročilé formy života mali čas rozvinúť. Andreeshchev a Scalo (2002) vypočítali, že planéta na obežnej dráhe okolo hnedého trpaslíka s hmotnosťou 0,07 Slnka by mohla zostať v obývateľnej zóne až 10 miliárd rokov.
Trvanie obývateľného obdobia sa skracujepre hnedých trpaslíkov s menšou hmotnosťou. Napríklad planéta okolo hnedého trpaslíka s hmotnosťou 0,04 Slnka môže zostať obývateľná najviac 4 miliardy rokov.
Hnedý trpaslík (menší objekt) rotujúciokolo hviezdy Gliese 229, ktorá sa nachádza v súhvezdí Zajac, asi 19 svetelných rokov od Zeme. Hnedý trpaslík Gliese 229B má hmotnosť 20 až 75 hmôt Jupitera.
Najnovšia štúdia o hnedých trpaslíkoch
- Mapa hnedého trpaslíka
Astronómovia zostavili najkompletnejší zoznamblízkych hnedých trpaslíkov vďaka objavom uskutočneným tisíckami dobrovoľníkov z Backyard Worlds. Zoznam a 3D mapa 525 hnedých trpaslíkov, z toho najskôr 38 hlásených, zahŕňajú pozorovacie údaje z rôznych astronomických prístrojov.
Výsledkom je mapa polohy viac ako500 chladných hnedých trpaslíkov v blízkosti Slnka. Medzinárodný tím astronómov, podporovaný dobrovoľnými vedcami zo spolupráce Backyard Worlds: Planet 9, oznámil bezprecedentné sčítanie 525 chladných hnedých trpaslíkov v okruhu 65 svetelných rokov od Slnka, vrátane 38 nových objavov.
Stanovením vzdialeností ku všetkým sčítaným objektom sa astronómom podarilo zostaviť trojrozmernú mapu rozloženia studených hnedých trpaslíkov v okolí Slnka.
- Vetry a prúdové prúdy
Vedecký tím vedený Arizonskou univerzitou našiel vetry a prúdové prúdy na najbližšom hnedom trpaslíkovi k Zemi.
Vedieť, ako fúka vietor na trpaslíkov a ako sa teplo distribuuje ďalej, je dôležité, pretože nám pomáha pochopiť podnebie, extrémne teploty a ich vývoj.
Na zistenie toho použil tím výskumníkov vesmírny teleskop NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite alebo TESS na štúdium dvoch najbližších hnedých trpaslíkov k Zemi.
Sú vzdialené 6,5 svetelného roka.Hnedí trpaslíci sa nazývajú Luhman 16 A a B. Luhman 16 A je asi 34-krát hmotnejší ako Jupiter a Luhman 16 B, ktorý bol hlavným študijným cieľom, je asi 28-krát hmotnejší ako Jupiter a je asi o 815 stupňov teplejší.
- Binárny systém hnedých trpaslíkov
Vedci objavili exotický binárny systém dvoch mladých objektov podobných planéte. Aj keď vyzerajú ako obrovské exoplanéty, formovali sa rovnako ako hviezdy.
Vedci pod vedením Clemence Fontaniveho z Centra pre vesmír a obývateľnosť (CSH) na univerzite v Berne objavili kuriózny binárny systém hnedých trpaslíkov bez hviezd.
Systém CFHTWIR-Oph 98 (alebo skrátene Oph 98) pozostáva z dvoch objektov s veľmi nízkou hmotnosťou Oph 98 A a Oph 98 B. Nachádza sa 450 svetelných rokov od Zeme v hviezdokope Ophiuchus.
Táto dvojica je vzácnym príkladom dvoch objektov podobných v mnohých aspektoch extrasolárnym obrovským planétam, ktoré obiehajú okolo seba bez materskej hviezdy.
Masívnejší komponent, Oph 98 A - mladýhnedý trpaslík s hmotnosťou 15-krát väčšou ako Jupiter. Vedci poznamenávajú, že objekt sa nachádza na hranici oddeľujúcej hnedých trpaslíkov od planét. Jeho spoločník, Oph 98 B, je iba 8-krát ťažší ako Jupiter.
- Rýchlosť vetra na hnedého trpaslíka
Astronómovia prvýkrát merali rýchlosť vetrahnedý trpaslík. Technika, ktorú vyvinuli výskumníci z National Radio Astronomy Observatory, umožní merať rýchlosť vetra na iných hviezdach mimo slnečnej sústavy.
Vedci na základe orbitálnych údajovSpitzerov ďalekohľad študoval hnedého trpaslíka 2MASS J10475385 + 2124234. Veľkosť tohto objektu je porovnateľná s veľkosťou Jupitera, je však asi 40-krát hmotnejšia ako plynný gigant. Trpaslík sa nachádza 34 svetelných rokov od Zeme.
Štúdium údajov zhromaždených ďalekohľadom umožnilo vedcom zostaviť model atmosféry objektu. Astronómovia zistili, že vonkajšia atmosféra hnedého trpaslíka rotuje rýchlejšie ako jeho vnútorná časť.
Rýchlosť vetra na ňom je približne 2293 315 km / h. To je podstatne vyššia ako rýchlosť vetra na Jupiteri, ktorá je asi 370 km / h.
Čítaj viac:
Bola vytvorená prvá presná mapa sveta. Čo je zlé na všetkých ostatných?
Na šifrovanie bolo použité infračervené žiarenie z ľudských rúk
Baktérie nájdené v Údolí smrti, ktoré prešli evolučnou stagnáciou už milióny rokov