Коричневые карлики.

В этой статье речь пойдёт о коричневых или, как их ещё называют, бурых карликах — субзвёздах с массами в 15-75 масс Юпитера, которые занимают промежуточное звено между звёздами и планетами.....

----------------------<cut>----------------------

Коричневые карлики.

Коричневые карлики — это космические тела, которые из-за своей массы занимают промежуточное положение между звездами и планетами. Их массы находятся в диапазоне приблизительно от 0,01 до 0,08 масс нашего Солнца. Температура в их недрах не доходит до тех значений, которые принято считать минимальной "границей" для протекания термоядерных реакций (превращение водорода в гелий). Такие реакции и обеспечивают привычное свечение звезды. В коричневых карликах, в отличие от звёзд главной последовательности, также отсутстуют зоны радиационного переноса энергии — теплоперенос в них осуществляется только за счёт конвекции, что обуславливает однородность их химического состава по глубине. Но по сравнению с планетами, вообще не способными к термоядерному синтезу, коричневые карлики на начальном этапе своей жизни все же разогреваются настолько, что сжигают некоторые редкие элементы , такие как дейтерий и литий, что делает их на короткое время похожими на звезды. Температура поверхности "недозвёзд" обычно не превышает 2000 К, поэтому они имеют темно-красный или бурый цвет.

Первоначально эти объекты были названы чёрными карликами, и классифицировались как темные субзвёздные объекты, блуждающие в космосе. В настоящее время понятие "чёрный карлик" имеет совсем другое значение. Это остывшие и поэтому не излучающие либо слабоизлучающие в видимом диапазоне белые карлики. Они представляет собой конечную стадию эволюции белых карликов при отсутствующей аккреции.

В первоначальных теориях считалось, что для протекания термоядерных реакций масса звезды должна быть хотя бы в 80 раз больше массы Юпитера (или 0,08 массы Солнца). Позднее было выдвинуто предположение, что в зависимости от компонентов, участвующих в формировании звезды, критическая масса, необходимая для протекания такого же как и в обычной звезде термоядерного синтеза гелия с участием водорода, составляет 75 масс Юпитера.

Коричневые карлики.

Предсказание существования объектов типа коричневых карликов было сделано ещё в конце 50-х годов 20 века, когда астрофизик индийского происхождения Шив Кумар (университет штата Виргиния, США) занялся теоретическим изучением маломассивных звезд. В звездах с массой менее 0,07–0,08 массы Солнца температура настолько низка, что термоядерные реакции с участием легкого изотопа водорода почти не происходят. Это критическое значение массы звезды называют "границей возгорания водорода", или "пределом Кумара". И только гравитационное сжатие ещё как-то может поддерживать наличие энергии в маломассивных звёздах. Но в процессе такого сжатия выгорает дейтерий и такая реакция длится очень мало по астрономическим масштабам.

Более 30 лет продолжались безрезультатные поиски коричневых карликов и только после построения больших телескопов диаметром 8–10 метров, снабженных инфракрасными приемниками изображения, началось непосредственное изучение коричневых карликов. И с середины 90-х годов, когда было впервые подтверждено существование коричневого карлика, было найдено более сотни подобных объектов. Считается, что они составляют большинство космических объектов во Млечном Пути. Самые ближайшие из них к Земле — компоненты кратной звезды ε Индейца Ba и Bb, пара карликов, расположенных на расстоянии 12 световых лет от Солнца.

Коричневые карлики.

В ноябре 1995 года японские астрономы обнаружили рядом с очень маленькой и холодной звездой Gliese 229 еще более мелкого и холодного партнёра, который имел температуру поверхности всего около 1000 К и мощность излучения в 160 тыс. раз слабее солнечной. Его природа была подтверждена в 1997 с помощью "литиевого теста"(при столкновении ядра лития-7 и свободного протона образуются два ядра гелия-4. Температура, необходимая для этой реакции, немного ниже, чем температура, при которой возможен термоядерный синтез с участием водорода. Конвекция в звёздах истощает запасы лития, который из холодных наружных слоёв постепенно попадает в горячие внутренние и там сгорает. Поэтому, наличие литиевых линий в спектрах кандидатов на коричневые карлики является хорошим признаком их субзвёздной структуры. Автор такого подхода Рафаэль Реболо и его коллеги). Обозначен был этот объект как Gliese 229В, и он официально стал первым коричневым карликом, который лткрыли астрономы. Размерами он почти равен нашему Юпитеру, а массой в 0,03–0,06 масс Солнца.Обращается Gliese 229B вокруг своего массивного компаньона Gliese 229A по орбите радиусом около 40 а.е. с периодом около 200 лет.

Коричневые карлики.

На снимке — звезда HD 3651, коричневый карлик HD 3651 B обведён кружком.

С помощью инфракрасного космического телескопа Spitzer, группа учёных под руководством Кевина Лумана (Kevin L. Luhman) из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University) нашла коричневого карлика, который обращается вокруг звезды вместе с другой планетой. Родительская звезда, находящаяся в созвездии Рыб, — HD 3651 — очень похожа на Солнце, и её масса составляет примерно 80% солнечной. Возле неё была обнаружена планета — газовый гигант чуть меньше Сатурна. Коричневый карлик, названный также как и звезда HD 3651, весит как 50 Юпитеров и относится к спектральному классу T(прототипом этого класса считают коричневый карлик Gliese 229B) — достаточно холодным коричневым карликам, температура на поверхности которых составляет 800–900 кельвинов.

Коричневые карлики.

Английским астрофизикам удалось обнаружить объект, температура поверхности которого составляет 0,1 температуры поверхности Солнца (то есть, около 430C). Находится он в созвездии Кита на расстоянии около 50 световых лет от Земли и имеет массу в 15-30 раз больше чем у Юпитера, но, что интересно, в диаметре эти 2 объекта почти одинаковы.

Ещё один объект, который исследовала группа ученых — коричневый карлик CFBDS J005910.83-011401.3. Температура его всего около 350°C, а масса составляет около 15-30 масс Юпитера. Расположен он на расстоянии 40 световых лет от Земли....

...До сих пор для учёных остаются открытыми вопросы о происхождении и действительной численности коричневых карликов, а также какую процентную массу они составляют в тёмной массе Галактики. Сложность обнаружения, даже при наличии ИК-телескопов, является главным "тормозом" в изучении этих довольно интересных объектов. Ведь, по-умолчанию, сравнивая их массы с нашим Юпитером, мы тем самым должны задумываться о поведении и нашего гиганта. Кто знает, как начнут мыслить учёные, когда обнаружат коричневого карлика с массой равной юпитерианской. А как показывает практика, отбрасывать любые варианты, опираясь только на теории, мягко говоря, не корректно....
[cut]

Автор: Tiasv