Niektórym zapadającym się chmurom gazów i pyłów nie udaje się przekształcić w gwiazdy. Obiekty te określane są wtedy jako brązowe karły. Mają one wiele elementów charakterystycznych dla ich bardziej znanych sióstr, brak im jednak minimalnej masy koniecznej do zapoczątkowania fuzji nuklearnej w swoim jądrze. Z tego powodu naukowcy czasem nazywają je „nieudanymi gwiazdami”.

Artykuł napisała Marcelina Gorzelana.

Na tym obrazie widać brązowego karła ISO-Oph 102, określanego również jako RHO-Oph 102, w obszarze gwiazdotwórczym Rho Opiuchi; jego umiejscowienie zostało zaznaczone przy pomocy krzyża. Obraz światła widzialnego powstał ze zdjęć stanowiących część zbioru Digitalized Sky Survey 2. Zdjęcie udostępniono 30.11.2012.

Niepowodzenie formowania

Brązowe karły powstają tak jak ich siostrzane obiekty z ciągu głównego. Chmura pyłów i gazów zapada się, ściśle zagęszczając grawitacyjnie składniki i formując w środku młodą protogwiazdę.

Dla gwiazd ciągu głównego grawitacja wtłacza cząstki do środka dopóki fuzja wodoru jest stymulowana w ich jądrze. Brązowe karły nigdy jednak nie osiągają tej kluczowej fazy – zanim temperatura wzrośnie wystarczająco, by mogła zajść fuzja wodoru, ciasno upakowany materiał osiąga stan stabilny.

Brązowe karły są brakującym ogniwem pomiędzy gazowymi olbrzymami jak Jowisz i małymi gwiazdami jak czerwone karły” – stwierdził Ian McLean z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles.

Charakterystyka, klasyfikacja i obserwacje

Brązowe karły charakteryzuje wachlarz mas i temperatur wahający się od 13- do 90-krotności masy Jowisza, czyli około 1/10 masy Słońca. Gwiazdy klasyfikowane są na podstawie typu widmowego lub energii promieniowania, nie inaczej jest w przypadku brązowych karłów. Gwiazdy klasy M są najchłodniejsze i zarazem najliczniejsze spośród wszystkich „udanych” gwiazd we wszechświecie. Większość z nich to czerwone karły, jednak jest wśród nich też kilka brązowych karłów. Karły L i T identyfikowane są na podstawie cząstek obserwowanych w ich widmie.

Nasze kosmiczne podwórko widziane z odległości 30 lat świetlnych. Czerwone okręgi wskazują brązowe karły odkryte dzięki teleskopowi WISE agencji NASA.

Karły Y są najchłodniejszymi ze znanych karłów, niektóre osiągają temperatury tak niskie jak domowy piekarnik, podczas gdy temperatura innych jest porównywalna z temperaturą ludzkiego ciała.

Z racji tego, że brązowe karły emitują tak mało światła i energii, zlokalizowanie ich może być trudne. Początkowo były one obiektami teoretycznymi, niezauważonymi do późnych lat 80. XX wieku. Rozwój przyrządów astronomicznych i wzrost ich wrażliwości umożliwił wykrycie tych obiektów, a z czasem obserwację ich coraz większej liczby. Mimo to ich poszukiwanie nadal stanowi wyzwanie dla obserwatorów.

Początkowo brązowe karły nazywano czarnymi karłami, dziś terminem tym określa się ostatnią fazę ewolucji gwiazd głównego ciągu, białych karłów, które całkowicie wyemitowały swoje ciepło.

Dlaczego nie planeta?

Z powodu stosunkowo małej masy brązowe karły łatwo zaliczyć do ogromnych planet, szczególnie w okolicznościach ciągłego powiększania się katalogu gazowych olbrzymów; brak fuzji w ich wnętrzu może prowadzić do podobnych wniosków. Obiekty te, tak jak planety, posiadają atmosferę z zorzami, chmurami, a nawet burzami. Mogą być też otoczone własnymi planetami, co czyni je podobnymi do gwiazd.

Wyróżnia je fakt, że, jak wszystkie gwiazdy, wytwarzają własne światło. Świecą czerwonym i podczerwonym widmem dopóki nie ostygną, emitując promieniowanie X oraz podczerwone światło, które naukowcy są w stanie zmierzyć.

„Brązowe karły są tak nieuchwytne, tak trudne do znalezienia. Szansa ich wykrycia jest największa w podczerwieni, jednak nawet w tym zakresie jest to niełatwe. Wykrywamy cieplną poświatę tych wątłych obiektów w podczerwieni; zazwyczaj muszą one znajdować się relatywnie blisko, w zakresie 100 lat świetlnych, abyśmy mogli wykryć choćby ich ślad cieplny” – twierdzi McLean.

Mimo tego granica między chłodnym brązowym karłem a planetą może być bardzo cienka. Niektóre brązowe karły są wystarczająco chłodne, by zachować atmosferę, tak jak gazowe olbrzymy. Brązowe karły mogą mieć swój układ planet, a gazowe olbrzymy mogą być okrążane przez księżyce. Jak zatem ostatecznie określić, czy dryfujący obiekt jest planetą, czy bardzo chłodnym brązowym karłem?

Ostatecznie Międzynarodowa Unia Astronomiczna zalicza każdy obiekt o wystarczającej masie, by przeprowadzać fuzję deuteru do brązowych karłów, podczas gdy obiekty o mniejszej masie (maksymalnie 13-krotnie większej od masy Jowisza) są zaliczane do planet.

Z racji tego, że brązowe karły stanowią pomost między gwiazdami i planetami, mogą dać wgląd w charakterystykę obu tych rodzajów.

„Astronomowie ciągle szukają coraz chłodniejszych dryfujących gwiazdopodobnych obiektów” – stwierdził Trent Dupuy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics – „Kluczową przyczyną tego jest fakt, że ich atmosfery mają temperatury zbliżone do temperatur wielu gazowych olbrzymów okrążających gwiazdy inne niż Słońce. Są więc jak małe laboratoria, gdzie można uczyć się fizyki atmosfery odpowiedniej dla planet pozasłonecznych, ale bez oślepiającego blasku ich gwiazdy”.

Source :

Space

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu

  • krzychu01230

    Model mgławicowy postuluje grawitacyjną kompresję obszaru i zapłon fuzji wodoru, w jaki sposób najlżejszy znany pierwiastek może zostać skupiony w centrum obszaru? Cięższe pierwiastki/związki nie powinny szybciej akumulować w centrum i być głównym składnikiem? Poza tym analizując kilka zjawisk obserwowanych na Słońcu: niedobór i fluktuacja neutrin, związek neutrin z cyklem słonecznym, prędkości i temperatury tzw. ‘wiatru’ słonecznego oraz korony, super rotacja równikowa, obecność granul fotosfery, szczątkowy moment pędu Słońca, widzimy że model mgławicowo-nuklearny nie opisuje powstawania, jaki i funkcjonowania naszej gwiazdy / układu planetarnego. Pamiętając o przyspieszających jonach wyrzucanych ze Słońca, gwiazda musi być obdarzona ładunkiem elektrycznym, czyli możemy spokojnie założyć, że jest elektrodą w obwodzie elektrycznym. Co tłumaczy wszelkie zagadki, i jest spójne z obserwacjami zarówno kosmosu, jaki i doświadczeń laboratoryjnych plazmy. Według tego założenia gwiazdą będzie każde ciało, które jest anodą w elektrycznym obwodzie galaktyki, a jej świecenie związane z ilością energii; niskie parametry energetyczne są przyczyną chłodnej fotosfery [plazma w stanie jarzenia], natomiast wyższe powodują przejście w stan łuku elektrycznego.