Кафяви джуджета - звезди в Слънчевата система: температура, фотография, спектрални класове

Колкото по-широки са теоретичните знания и техническите способности на учените, толкова повече открития те правят. Изглежда, че всички обекти на космоса вече са известни и е необходимо само да се обяснят техните особености. Всеки път, когато астрофизиците измислят такава мисъл, Вселената им представя друга изненада. Често обаче такива нововъведения се предсказват теоретично. Такива обекти включват кафяви джуджета. До 1995 г. те съществуват само "на върха на писалката".

Да се ​​запознаем

Кафявите джуджета са доста необичайни звезди. Всичките им основни параметри са много различни от тези на светилниците, които са познати ни, но има прилики. Строго погледнато, кафявото джудже е предмет на звездата, заема междинна позиция между осветителните тела и подходящите планети. тези пространствени тела имат относително малка маса - от 12.57 до 80.35 от същия параметър на Юпитер. В техните черва, както в центровете на други звезди, се извършват термоядрени реакции. Разликата между кафяви джуджета в изключително незначителната роля на водорода в този процес. Като гориво, такива звезди използват деутерий, бор, литий и берилий. "Горивото" сравнително бързо завършва и кафявото джудже започва да се охлажда. След завършването на този процес той се превръща в обект, подобен на планета. По този начин кафявите джуджета са звезди, които никога не попадат в главната последователност на диаграмата Хертспрунг-Ръсел.

Невидими скитници

Тези интересни обекти се отличават с още няколко забележителни характеристики. Те са скитащи звезди, които не са свързани с никаква галактика. Теоретично такива космически тела могат да орежат пространството на пространството в продължение на много милиони години. Едно от най-значимите им свойства обаче е почти пълното отсъствие на радиация. Невъзможно е да се забележи такъв обект без използването на специално оборудване. Подходящото оборудване за астрофизиците не беше достатъчно дълго време.

Първи открития

Най-силното излъчване на кафяви джуджета се наблюдава в инфрачервения спектрален регион. Търсенето на такива песни е било успешно през 1995 г., когато е открит първият такъв обект Teide 1. Той принадлежи към спектралния клас M8 и се намира в клъстера на Плеядите. През същата година на разстояние от 20 светлинни години от Слънцето, е открита друга такава звезда, Gliese 229B. Той се върти около червеното джудже Gliese 229A. Откритията започнаха да следват един след друг. Към днешна дата има повече от сто кафяви джуджета.

разлики

Кафявите джуджета не са лесни за идентифициране поради сходството им в различни параметри с планетите и леките звезди. По свой радиус те се доближават, в различна степен, до Юпитер. Приблизително същата стойност на този параметър се запазва за целия диапазон от маси на кафяви джуджета. При такива условия става изключително трудно да се разграничат от планетите.

Освен това не всички джуджета от този тип са в състояние да поддържат термоядрени реакции. Най-лесният от тях (до 13 маси на Юпитер) толкова студено, че дори в процесите, които използват деутерий, са невъзможни. Най-масовите са много бързи (в пространствена скала - за 10 милиона години) се охлаждат и също така стават неспособни да поддържат термоядрени реакции. Учените разграничават кафявите джуджета от два основни метода. Първото от тях е измерването на плътността. Кафявите джуджета се характеризират с приблизително едни и същи стойности на радиуса и обема и следователно космическо тяло с маса от 10 Юпитер и повече е най-вероятно свързано с този тип обекти.

Вторият метод е откриването на рентгенови лъчи и инфрачервено лъчение. Наличието на такава забележима характеристика не може да се похвали с кафяви джуджета, чиято температура е паднала до планетарно ниво (до 1000 К).

Начин на разграничаване от леките звезди

Светлината с малка маса е друг обект, от който може да е трудно да се различи кафявото джудже. Какво е звезда? Това е термоядрен бойлер, където всички леки елементи постепенно се изгарят. Един от тях е литий. От една страна, в червата на повечето звезди, бързо свършва. От друга страна, за реакцията с нейното участие е необходима относително ниска температура. Оказва се, че обектът с литиеви линии в спектъра вероятно принадлежи към класа на кафяви джуджета. Този метод има своите ограничения. Лимът често присъства в спектъра на младите звезди. Освен това кафявите джуджета могат да изчерпят за период от половин милиард години всички резерви на този елемент.

Характерна особеност може да бъде метанът. В крайните етапи от жизнения цикъл кафявото джудже е звезда, чиято температура позволява да се натрупа впечатляващо количество от нея. Другите осветителни тела не могат да се охладят до това състояние.

За разликата между кафяви джуджета и звезди, тяхната яркост се измерва. Светлините отслабват в края на тяхното съществуване. Джуджетата охлаждат целия "живот". На последния етап те стават толкова тъмни, че е невъзможно да ги объркат със звездите.

Кафяви джуджета: спектралната класа

Температурата на повърхността на описаните обекти варира в зависимост от масата и възрастта. Възможните стойности са в диапазона от планетарния с характеристиката на най-студения класа на звезда М. Поради тези причини, кафяво джудже първоначално две допълнителни спектрален тип е бил разпределен - L и Т. В допълнение към тях, на теория съществува и клас Y. Към днешна дата, неговата реалност е потвърдена , Нека да се занимаваме с характеристиките на обектите на всеки клас.

Клас L

Звездите, принадлежащи към първия тип на наименованите, се различават от представителите на предишния клас М от наличието на абсорбционни ленти не само на титанов и ванадиев оксид, но и на метални хидриди. Това беше тази възможност, която направи възможно да се отдели нов клас L. Също така в спектъра на някои кафяви джуджета, свързани с него, бяха открити линии на алкални метали и йод. До 2005 г. бяха открити 400 такива съоръжения.

Клас Т

Т-джуджетата се характеризират с наличието на метанови ленти в близката инфрачервена област. Подобни свойства преди това бяха открити само в газовите гиганти на Слънчевата система, както и в спътника на Сатурн Титан. На мястото на хидридите FeH и CrH, характерни за L-джуджетата, алкалните метали като натрий и калий идват в клас Т.

Според предположенията на учените такива предмети трябва да имат сравнително малка маса - не повече от 70 маси на Юпитер. Кафявите Т-джуджета са подобни в много отношения с газовите гиганти. Типичната температура на повърхността варира от 700 до 1300 К. Ако някога такива кафяви джуджета влязат в лещата на фотоапарата, снимката ще покаже предмети с розово-син цвят. Този ефект е свързан с влиянието на спектрите на натрий и калий, както и на молекулните съединения.

Клас Y

Последната спектрална класа съществуваше дълго време само на теория. Повърхностната температура на тези обекти трябва да бъде под 700 К, т.е. 400 ordm-C. В видимия диапазон такива кафяви джуджета не се намират (изображението изобщо не може да се направи).

Но през 2011 г. американски астрофизици обявиха откриването на няколко подобни студени обекти с температура от 300 до 500 К. Една от тях, WISE 1541-2250, се намира на разстояние 13,7 светлинни години от Слънцето. Друга, WISE J1828 + 2650, се характеризира с температура на повърхността 25 ordm-C.

Двойката на слънцето е кафяво джудже

Историята за такива интересни пространствени обекти ще бъде непълна, ако не споменавате "Звездата на смъртта". Така се нарича хипотетично съществуващият близнак на Слънцето, според предположенията на някои учени, намиращи се на разстояние 50-100 астрономически единици от него, извън облака Оорт. Според астрофизици предложеният обект е двойка на нашето осветително тяло и минава през Земята на всеки 26 милиона години.

Хипотезата е свързана с предположението на палеонтолозите Дейвид Рауп и Джак Секковски за периодичното масово изчезване на биологични видове на нашата планета. Тя беше изразена през 1984 г. По принцип теорията е доста противоречива, но има и аргументи в нейната полза.

"Звездата на смъртта" е едно от възможните обяснения за такова изчезване. Подобно предположение се случва едновременно в две различни групи астрономи. Според изчисленията си близнакът на Слънцето трябва да се движи по силно удължена орбита. Когато се приближава до нашето осветление, тя бунтува комети, в голям брой "обитаващи" облака Оорт. В резултат броят на сблъсъците им със Земята се увеличава, което води до смъртта на организмите.

"Звездата на смъртта" или "Немезис", както се нарича, може да бъде кафяво, бяло или червено джудже. Към днешна дата обаче нямаше подходящи обекти за тази роля. Предполага се, че в зоната на облака Оорт все още има неизвестна гигантска планета, която засяга орбитите на кометите. Тя привлича ледени блокове, предотвратявайки по този начин тяхното възможно сблъсък със Земята, т.е. тя не действа като хипотетичната "Звезда на смъртта". Въпреки това, няма доказателства за съществуването на планетата Tyuhe (т.е. сестра на Nemesis).

Кафявите джуджета за астрономите са относително нови обекти. Трябва да се получи и анализира много повече информация за тях. Вече се приема, че такива предмети могат да бъдат спътници на много известни звезди. Трудностите при изследването и откриването на джуджета от този тип създадоха нов висок бар за научно оборудване и теоретично разбиране.