Коричневий карлик

Включає CC-BY-SA матеріали з Вікіпедії: стаття Коричневий карлик (автори)

.

Порівняльне зображення зір, коричневих карликів та планет

Кори́чневий ка́рлик (у астрономії) — самосвітний об'єкт, переважним джерелом енергії для якого є гравітаційне стиснення, хоча деяку роль можуть відігравати й термоядерні реакції.

Характеристика

Цей клас об'єктів є проміжним між зорями й планетами. Нижня межа маси зорі за теоретичними підрахунками становить близько 0,075 маси Сонця (~80 мас Юпітера M_J). У надрах газо-пилових хмар меншої маси не досягаються температура (~3 млн. K) та густина, необхідні для початку термоядерних реакцій водневого циклу, і вони ніколи не стануть справжніми зорями. Однак у надрах об'єктів із масою більше тринадцяти мас Юпітера виникають умови для термоядерних реакцій за участю дейтерію, а в наймасивніших серед них (>65 М_J) — також і літію. Температура надр, за якої відбувається остання реакція, становить близько 2 млн. K. Оскільки частка дейтерію (як і літію) у протозоряній речовині дуже невелика, таке термоядерне пальне порівняно швидко вичерпується (менше, ніж за 1 млрд років) і небесне тіло повільно охолоджується.

Цікавою особливістю коричневих карликів є те, що їх діаметр приблизно на 10% менший діаметра Юпітера і майже не залежить від маси. Подібно до білих карликів, силу тяжіння в них врівноважує швидше тиск виродженого електронного газу, аніж гідростатичний тиск.

Відомі коричневі карлики мають температури поверхні від 2700 K до 900 K.

Історія

Gliese 229B — коричневий карлик, який було відкрито одним із перших. Водночас є також одним із найвідоміших коричневих карликів.

1963 року астроном Шив Кумар (Університету штату Вірджинія) передбачив існування таких об'єктів, для яких було запропоновано назву «чорні карлики». Однак способів їх виявлення тоді не існувало (оскільки світла вони майже не випромінюють, основна частина випромінювання зосереджена в інфрачервоному діапазоні). Тому астрономи застосували термін «чорний карлик» для опису зовсім інших об'єктів: кінцевої фази еволюції зір, коли вони охолонуть після стадії білого карлика.

Термін «коричневий карлик» запропонувала астроном Джил Тартер 1975 року.

1994 року поблизу зорі Gliese 229 було виявлено невеликий супутник Gliese 229B, що мав світність у 10 разів меншу, ніж найслабші відомі зорі. А 1995 року було повідомлено, що в спектрі супутника виявлено спектральні лінії метану та водяної пари. Оскільки метан руйнується за температури 1500 K, це означало, що супутник надто холодний, аби бути звичайною зіркою.

Класифікація

Молоді масивні коричневі карлики схожі на червоних карликів і мають спектральні класи, починаючи з M6,5 вони поступово охолоджуються й переходять до спектрального класу L, який було визначено саме для них (від 2000 K до 1300 K). Подальше охолодження переводить їх до спектрального класу T (<1300 K). Найхолодніші відомі карлики належать до спектрального класу T8. Теоретично мають існувати й карлики з меншою температурою, однак наявні інструментальні засоби не дозволяють надійно ідентифікувати такі об'єкти на відстані у кілька світлових років. Теоретики зарезервували для них спектральний клас Y.

Спектральний клас Y

Цей спектральний клас довгий час існував тільки в теорії. Його змоделювали для ультра-холодних коричневих карликів. Температура поверхні коричневих карликів теоретично мала бути нижчою за 700 K (або 400 °C), що робило такі небесні тіла невидимими в оптичному діапазоні, а також суттєво холоднішими, ніж «гарячі юпітери».

Див. також

• Чорний карлик
• Білий карлик
• Темна матерія
• Субкоричневий карлик