Hoe meer theoretische kennis en technische capaciteiten van wetenschappers worden, hoe meer ontdekkingen ze doen. Het lijkt erop dat alle ruimtevoorwerpen al bekend zijn en het is alleen nodig om hun kenmerken uit te leggen. Maar elke keer dat astrofysici zo'n gedachte hebben, stelt het universum hen een nieuwe verrassing voor. Vaak worden dergelijke innovaties echter theoretisch voorspeld. Deze objecten zijn onder andere bruine dwergen. Tot 1995 bestonden ze alleen aan de punt van de pen.
Laten we kennismaken
Bruine dwergen zijn nogal ongebruikelijke sterren. Al hun hoofdparameters verschillen sterk van de kenmerken van de ons bekende armaturen, maar er zijn overeenkomsten. Strikt genomen is een bruine dwerg een substellair object, het neemt een tussenpositie in tussen de werkelijke armaturen en planeten. Deze kosmische lichamen hebben een relatief kleine massa - van 12,57 tot 80,35 van de analoge parameter van Jupiter. In hun darmen, zoals in de centraandere sterren vinden thermonucleaire reacties plaats. Het verschil tussen bruine dwergen is de uiterst onbeduidende rol van waterstof in dit proces. Dergelijke sterren gebruiken deuterium, boor, lithium en beryllium als brandstof. "Brandstof" raakt relatief snel op en de bruine dwerg begint af te koelen. Nadat dit proces is voltooid, wordt het een planeetachtig object. Bruine dwergen zijn dus sterren die nooit op de hoofdreeks van het Hertzsprung-Russell-diagram vallen.
Onzichtbare Zwervers
Deze interessante objecten onderscheiden zich door verschillende andere opmerkelijke kenmerken. Het zijn dwalende sterren die met geen enkel sterrenstelsel worden geassocieerd. Theoretisch kunnen dergelijke kosmische lichamen vele miljoenen jaren door de uitgestrekte ruimte surfen. Een van hun belangrijkste eigenschappen is echter de bijna volledige afwezigheid van straling. Het is onmogelijk om een dergelijk object op te merken zonder het gebruik van speciale apparatuur. Astrofysici hebben al heel lang geen geschikte apparatuur.
Eerste ontdekkingen
De sterkste straling van bruine dwergen v alt op het infrarode spectrale gebied. De zoektocht naar dergelijke sporen werd met succes bekroond in 1995, toen het eerste dergelijke object werd ontdekt, Teide 1. Het behoort tot de M8-spectrale klasse en bevindt zich in de Pleiaden-cluster. In hetzelfde jaar werd nog zo'n ster, Gliese 229B, ontdekt op een afstand van 20 lichtjaar van de zon. Het draait om de rode dwerg Gliese 229A. Ontdekkingen volgden elkaar op. Tot op heden is het bekendmeer dan honderd bruine dwergen.
Verschillen
Bruine dwergen zijn niet gemakkelijk te identificeren vanwege hun gelijkenis in veel opzichten met planeten en lichte sterren. In hun straal naderen ze Jupiter tot op een of andere graad. Ongeveer dezelfde waarde van deze parameter blijft voor het hele bereik van massa's bruine dwergen. Onder dergelijke omstandigheden wordt het extreem moeilijk om ze van planeten te onderscheiden.
Bovendien kunnen niet alle dwergen van dit type thermonucleaire reacties ondersteunen. De lichtste van hen (tot 13 Jupiter-massa's) zijn zo koud dat zelfs processen waarbij deuterium wordt gebruikt in hun diepten onmogelijk zijn. De meest massieve zeer snel (op kosmische schaal - in 10 miljoen jaar) afkoelen en worden ook niet in staat om thermonucleaire reacties in stand te houden. Wetenschappers gebruiken twee hoofdmethoden om bruine dwergen te onderscheiden. De eerste is dichtheidsmeting. Bruine dwergen worden gekenmerkt door ongeveer dezelfde waarden van straal en volume, en daarom behoort een kosmisch lichaam met een massa van 10 Jupiters en meer hoogstwaarschijnlijk tot dit type object.
De tweede manier is om röntgen- en infraroodstraling te detecteren. Alleen bruine dwergen, waarvan de temperatuur is gedaald tot planetair niveau (tot 1000 K), kunnen niet opscheppen over zo'n opvallende eigenschap.
De manier om te onderscheiden van lichte sterren
Een lamp met een kleine massa is een ander object waarvan het moeilijk kan zijn om een bruine dwerg te onderscheiden. Wat is een ster? Dit is een thermonucleaire ketel, waar alles geleidelijk uitbrandt.lichte elementen. Een daarvan is lithium. Aan de ene kant, in de diepten van de meeste sterren, eindigt het vrij snel. Aan de andere kant is een relatief lage temperatuur vereist voor de reactie met zijn deelname. Het blijkt dat het object met lithiumlijnen in het spectrum waarschijnlijk tot de klasse van de bruine dwergen behoort. Deze methode heeft zijn beperkingen. Lithium is vaak aanwezig in het spectrum van jonge sterren. Bovendien kunnen bruine dwergen in een periode van een half miljard jaar alle reserves van dit element uitputten.
Methaan kan ook een kenmerk zijn. In de laatste fase van zijn levenscyclus is een bruine dwerg een ster waarvan de temperatuur het mogelijk maakt om een indrukwekkende hoeveelheid op te hopen. Andere armaturen kunnen niet afkoelen tot een dergelijke toestand.
Om onderscheid te maken tussen bruine dwergen en sterren, wordt ook hun helderheid gemeten. De armaturen dimmen aan het einde van hun bestaan. Dwergen koelen al het "leven" af. In de laatste stadia worden ze zo donker dat het onmogelijk is ze met sterren te verwarren.
Bruine dwergen: spectra altype
De oppervlaktetemperatuur van de beschreven objecten varieert afhankelijk van de massa en de leeftijd. Mogelijke waarden variëren van planetair tot die kenmerkend voor de koudste sterren van klasse M. Om deze redenen werden oorspronkelijk twee extra spectra altypen, L en T, geïdentificeerd voor bruine dwergen. Naast hen bestond in theorie ook de Y-klasse. Tot op heden is de realiteit ervan bevestigd. Laten we stilstaan bij de kenmerken van de objecten van elk van de klassen.
Klasse L
Sterren die behoren tot het eerste type van de genoemde verschillen van vertegenwoordigers van de vorige klasse M door de aanwezigheid van absorptiebanden, niet alleen van titaniumoxide en vanadium, maar ook van metaalhydriden. Het was deze eigenschap die het mogelijk maakte om een nieuwe klasse L te onderscheiden. Ook werden lijnen van alkalimetalen en jodium gevonden in het spectrum van enkele bruine dwergen die erbij hoorden. In 2005 waren 400 van dergelijke faciliteiten ontdekt.
Klasse T
T-dwergen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van methaanbanden in het nabij-infraroodbereik. Soortgelijke eigenschappen werden voorheen alleen gevonden in de gasreuzen van het zonnestelsel, evenals in Saturnusmaan Titan. De hydriden FeH en CrH, kenmerkend voor L-dwergen, worden in de T-klasse vervangen door alkalimetalen zoals natrium en kalium.
Volgens de veronderstellingen van wetenschappers zouden dergelijke objecten een relatief kleine massa moeten hebben - niet meer dan 70 Jupiter-massa's. Bruine T-dwergen lijken in veel opzichten op gasreuzen. Hun karakteristieke oppervlaktetemperatuur varieert van 700 tot 1300 K. Als zulke bruine dwergen ooit in de cameralens vallen, zullen op de foto roze-blauwe objecten te zien zijn. Dit effect wordt geassocieerd met de invloed van de spectra van natrium en kalium, evenals moleculaire verbindingen.
Klasse Y
Het laatste spectra altype bestaat lange tijd alleen in theorie. De oppervlaktetemperatuur van dergelijke objecten moet lager zijn dan 700 K, d.w.z. 400 ºС. In het zichtbare bereik worden dergelijke bruine dwergen niet gedetecteerd (de foto zal helemaal niet werken).
In 2011Amerikaanse astrofysici hebben de ontdekking aangekondigd van verschillende soortgelijke koude objecten met temperaturen van 300 tot 500 K. Een daarvan, WISE 1541-2250, bevindt zich op een afstand van 13,7 lichtjaar van de zon. De andere, WISE J1828+2650, heeft een oppervlaktetemperatuur van 25°C.
De tweeling van de zon is een bruine dwerg
Een verhaal over zulke interessante ruimtevoorwerpen zou onvolledig zijn zonder de Death Star te noemen. Dit is de naam van de hypothetisch bestaande tweeling van de zon, volgens de veronderstellingen van sommige wetenschappers, die zich op een afstand van 50-100 astronomische eenheden ervan bevindt, buiten de Oort-wolk. Volgens astrofysici is het vermeende object een paar van onze lichtbronnen en komt het elke 26 miljoen jaar langs de aarde.
De hypothese houdt verband met de veronderstelling van paleontologen David Raup en Jack Sepkowski over het periodiek massaal uitsterven van biologische soorten op onze planeet. Het werd uitgedrukt in 1984. Over het algemeen is de theorie nogal controversieel, maar er zijn argumenten in het voordeel.
De Death Star is een mogelijke verklaring voor deze uitstervingen. Een soortgelijke veronderstelling ontstond gelijktijdig in twee verschillende groepen astronomen. Volgens hun berekeningen zou de tweeling van de zon langs een zeer langgerekte baan moeten bewegen. Bij het naderen van ons lichtpunt verstoort het kometen, die in grote aantallen de Oortwolk "bewonen". Als gevolg hiervan neemt het aantal van hun botsingen met de aarde toe, wat leidt tot de dood van organismen.
"Death Star", of Nemesis, alshet wordt ook wel genoemd, het kan een bruine, witte of rode dwerg zijn. Tot op heden zijn er echter geen objecten gevonden die geschikt zijn voor deze rol. Er zijn suggesties dat er in de zone van de Oortwolk een nog onbekende reuzenplaneet is die de banen van kometen beïnvloedt. Het trekt ijsblokken naar zich toe, waardoor hun mogelijke botsing met de aarde wordt voorkomen, dat wil zeggen, het gedraagt zich helemaal niet als de hypothetische Death Star. Er is echter ook geen bewijs voor het bestaan van de planeet Tyche (dat wil zeggen, de zus van Nemesis).
Bruine dwergen zijn relatief nieuwe objecten voor astronomen. Er is nog veel informatie over hen te verkrijgen en te analyseren. Er wordt vandaag al aangenomen dat dergelijke objecten metgezellen kunnen zijn van veel bekende sterren. De moeilijkheden bij het onderzoeken en detecteren van dit soort dwergen leggen een nieuwe hoge lat voor wetenschappelijke apparatuur en theoretisch begrip.
