Карычневыя карлікі - зоркі ў Сонечнай сістэме: тэмпература, фота, спектральныя класы

Чым шырэй становяцца тэарэтычныя веды і тэхнічныя магчымасці навукоўцаў, тым больш адкрыццяў яны здзяйсняюць. Здавалася б, ужо ўсе аб'екты космасу вядомыя і неабходна толькі растлумачыць іх асаблівасці. Аднак Сусвет кожны раз пры ўзнікненні такой думкі ў астрафізікаў падае ім чарговы сюрпрыз. Часта, зрэшты, такія новаўвядзенні бываюць прадказаны тэарэтычна. У лік падобных аб'ектаў уваходзяць карычневыя карлікі. Да 1995 года яны існавалі толькі «на кончыку пяра».

давайце знаёміцца

Карычневыя карлікі - зоркі даволі незвычайныя. Усе асноўныя іх параметры моцна адрозніваюцца ад характарыстык звыклых для нас свяцілаў, зрэшты, ёсць і падабенства. Строга кажучы, карычневы карлік - субзвездный аб'ект, ён займае прамежкавае становішча паміж уласна свяціламі і планетамі. Гэтыя касмічныя цела маюць параўнальна невялікую масу - ад 12,57 да 80,35 ад аналагічнага параметру Юпітэра. У іх нетрах, як і ў цэнтрах іншых зорак, ажыццяўляюцца тэрмаядзерныя рэакцыі. Адрозненне карычневых карлікаў ў вельмі нязначнай ролі вадароду ў гэтым працэсе. У якасці паліва такія зоркі выкарыстоўваюць дэйтэрый, бор, літый і берылій. «Гаручае» параўнальна хутка заканчваецца, і карычневы карлік пачынае астываць. Пасля завяршэння гэтага працэсу ён становіцца планетоподобным аб'ектам. Такім чынам, карычневыя карлікі - зоркі, ніколі не трапляюць на галоўную паслядоўнасць дыяграмы Герцшпрунга-Расэла.

нябачныя вандроўнікі

Гэтыя цікавыя аб'екты адрозніваюцца яшчэ некалькімі характэрнымі характарыстыкамі. Яны ўяўляюць сабой вандроўныя зоркі, не звязаныя з якой-небудзь галактыкі. Тэарэтычна падобныя касмічныя цела могуць баразніць прасторы космасу на працягу многіх мільёнаў гадоў. Аднак адно з самых іх значных уласцівасцяў - практычна поўная адсутнасць выпраменьвання. Заўважыць такі аб'ект без выкарыстання спецыяльнай апаратуры немагчыма. Прыдатнага абсталявання ў астрафізікаў не было на працягу досыць доўгага перыяду.

Першыя адкрыцця

Найбольш моцнае выпраменьванне карычневых карлікаў прыпадае на інфрачырвоную спектральную вобласць. Пошукі такіх слядоў ўвянчаліся поспехам у 1995 годзе, калі быў адкрыты першы падобны аб'ект, Тейде 1. Ён ставіцца да спектральным класу М8 і размяшчаецца ў навале Плеяд. У гэтым жа годзе на адлегласці 20 светлавых гадоў ад Сонца была выяўленая яшчэ адна такая зорка, Gliese 229B. Яна круціцца вакол чырвонага карліка Gliese 229А. Адкрыцця пачалі прытрымлівацца адно за адным. На сённяшні дзень вядома больш за сотню карычневых карлікаў.

адрозненні

Карычневыя карлікі няпроста ідэнтыфікаваць з-за іх падабенства па розных параметрах з планетамі і лёгкімі зоркамі. Па сваім радыусе яны набліжаюцца ў той ці іншай ступені да Юпітэра. Прыкладна аднолькавая велічыня гэтага параметру захоўваецца для ўсяго дыяпазону мас карычневых карлікаў. У такіх умовах становіцца вельмі няпроста адрозніць іх ад планет.

Акрамя таго, далёка не ўсе карлікі гэтага тыпу здольныя падтрымліваць тэрмаядзерныя рэакцыі. Самыя лёгкія з іх (да 13 мас Юпітэра) настолькі халодныя, што ў іх нетрах немагчымыя нават працэсы з выкарыстаннем дэйтэрыя. Найбольш масіўныя вельмі хутка (у маштабах космасу - за 10 млн гадоў) астываюць і таксама становяцца няздольнымі да падтрымання тэрмаядзерных рэакцый. Навукоўцы для адрознення карычневых карлікаў выкарыстоўваюць два асноўных спосабу. Першы з іх - гэта вымярэнне шчыльнасці. Карычневыя карлікі характарызуюцца прыкладна аднолькавымі значэннямі радыусу і аб'ёму, а таму касмічнае цела з масай 10 Юпітэрам і вышэй, хутчэй за ўсё, адносіцца да гэтага тыпу аб'ектаў.

Другі спосаб - выяўленне рэнтгенаўскага і інфрачырвонага выпраменьванняў. Наяўнасцю такой заўважнай характарыстыкі не могуць пахваліцца толькі карычневыя карлікі, тэмпература якіх апусцілася да планетарнага ўзроўню (да 1000 Да).

Спосаб адрозненні ад лёгкіх зорак

Свяціла з невялікай масай - яшчэ адзін аб'ект, ад якога бывае няпроста адрозніць карычневы карлік. Што такое зорка? Гэта тэрмаядзерны кацёл, дзе паступова згараюць ўсе лёгкія элементы. Адзін з іх - літый. З аднаго боку, у нетрах большасці зорак ён досыць хутка заканчваецца. З іншага - для рэакцыі з яго удзелам патрабуецца параўнальна нізкая тэмпература. Атрымліваецца, што аб'ект з літыева лініямі ў спектры, верагодна, належыць да класа карычневых карлікаў. У гэтага метаду ёсць свае абмежаванні. Літый часта прысутнічае ў спектры маладых зорак. Акрамя таго, карычневыя карлікі могуць за перыяд у паўмільярда гадоў вычарпаць усе запасы гэтага элемента.

Адметнай прыкметай можа быць і метан. На заключных этапах жыццёвага цыкла карычневы карлік - зорка, тэмпература якой дазваляе назапасіць вялікае яго колькасць. Іншыя сьвяцілы не могуць астыць да такога стану.

Для адрозненні карычневых карлікаў і зорак вымяраюць і іх яркасць. Свяціла цьмянеюць у канцы свайго існавання. Карлікі астываюць ўсю «жыццё». На завяршальных этапах яны становяцца настолькі цёмнымі, што пераблытаць іх з зоркамі немагчыма.

Карычневыя карлікі: спектральны клас

Тэмпература паверхні апісваных аб'ектаў змяняецца ў залежнасці ад масы і ўзросту. Магчымыя значэння знаходзяцца ў дыяпазоне ад планетарных да характэрных для найбольш халодных зорак класа М. Па гэтых прычынах для карычневых карлікаў першапачаткова было выдзелена два дадатковых спектральных тыпу - L і Т. Акрамя іх, у тэорыі існаваў і клас Y. На сённяшні дзень яго рэальнасць пацверджана . Спынімся на характарыстыках аб'ектаў кожнага з класаў.

клас L

Зоркі, якія адносяцца да першага тыпу з названых, адрозніваюцца ад прадстаўнікоў папярэдняга класа М прысутнасцю палос паглынання не толькі аксіду тытана і ванадыя, але і гидридов металу. Менавіта гэты прыкмета дазволіў вылучыць новы клас L. Таксама ў спектры некаторых карычневых карлікаў, якія адносяцца да яго, выявілі лініі шчолачных металаў і ёду. Да 2005 году было адкрыта 400 такіх аб'ектаў.

клас Т

Т-карлікі характарызуюцца наяўнасцю ў блізкім інфрачырвоным дыяпазоне палос метану. Аналагічныя ўласцівасці раней былі знойдзены толькі ў газавых гігантаў Сонечнай сістэмы, а таксама спадарожніка Сатурна Тытана. На змену гидридам FeH і CrH, характэрным для L-карлікаў, у Т-класе прыходзяць шчолачныя металы, такія як натрый і калій.

Па меркаваннях вучоных падобныя аб'екты павінны валодаць параўнальна малой масай - не больш за 70 мас Юпітэра. Карычневыя Т-карлікі па многіх параметрах падобныя з газавымі гігантамі. Характэрная для іх тэмпература паверхні змяняецца ў дыяпазоне ад 700 да 1300 К. Калі калі-то ў аб'ектыў камеры патрапяць такія карычневыя карлікі, фота будзе дэманстраваць аб'екты ружавата-сіняга колеру. Такі эфект звязаны з уплывам спектраў натрыю і калія, а таксама малекулярных злучэнняў.

клас Y

Апошні спектральны клас доўгі час існаваў толькі ў тэорыі. Тэмпература паверхні падобных аб'ектаў павінна быць ніжэй 700 Да, гэта значыць 400 ºС. У бачным дыяпазоне не выяўляюцца такія карычневыя карлікі (фота зрабіць не атрымаецца зусім).

Аднак у 2011 годзе амерыканскія астрафізікі абвясцілі аб адкрыцці некалькіх падобных халодных аб'ектаў з тэмпературай ад 300 да 500 К. Адзін з іх, WISE 1541-2250, знаходзіцца на адлегласці 13,7 светлавых гадоў ад Сонца. Іншы, WISE J1828 + 2650, характарызуецца тэмпературай паверхні ў 25 ºС.

Двайнік сонца - карычневы карлік

Аповяд аб гэтак цікавых касмічных аб'ектах будзе няпоўным, калі не згадаць пра «Звяздзе смерці». Так называюць гіпатэтычна існуючы двайнік Сонца, па здагадках некаторых навукоўцаў які размяшчаецца на адлегласці 50-100 астранамічных адзінак ад яго, за межамі аблокі Оорта. На думку астрафізікаў, меркаваны аб'ект складае пару нашаму свяціла і праходзіць міма Зямлі кожныя 26 млн гадоў.

Гіпотэза звязана з здагадкай палеантолагаў Дэвіда РАУП і Джэка Сепковски аб перыядычным масавым вымірання біялагічных відаў на нашай планеце. Выказана яно было ў 1984 годзе. У цэлым тэорыя даволі спрэчная, аднак ёсць і довады на яе карысць.

«Зорка смерці» - адно з верагодных тлумачэнняў такіх вымірання. Падобнае здагадка адначасова паўстала ў двух розных груп астраномаў. Згодна з іх разліках, двайнік Сонца павінен рухацца па моцна выцягнутай арбіце. Пры збліжэнні з нашым свяцілам яна абурае каметы, у вялікай колькасці «насяляюць» воблака Оорта. У выніку павялічваецца колькасць іх сутыкненняў з Зямлёй, што і прыводзіць да гібелі арганізмаў.

«Зорка смерці», або Немязіда, як яшчэ яе называюць, можа быць карычневым, белым або чырвоным карлікам. На сённяшні дзень, праўда, падыходных на гэтую ролю аб'ектаў выяўлена не было. Выказваюцца здагадкі, што ў зоне аблокі Оорта размяшчаецца пакуль невядомая планета-гігант, якая аказвае ўздзеянне на арбіты камет. Яна прыцягвае да сябе ледзяныя глыбы, прадухіляючы тым самым іх магчымае сутыкненне з Зямлёй, то ёсць дзейнічае зусім не так, як гіпатэтычная «Зорка смерці». Зрэшты, доказаў існавання планеты Тюхе (гэта значыць сёстры Немязіда) пакуль таксама няма.

Карычневыя карлікі для астраномаў - параўнальна новыя аб'екты. Яшчэ шмат звестак пра іх трэба будзе атрымаць і прааналізаваць. Ужо сёння мяркуецца, што такія аб'екты могуць быць кампаньёнамі многіх вядомых зорак. Цяжкасці даследаванні і выяўлення карлікаў гэтага тыпу задаюць новую высокую планку для навуковага абсталявання і тэарэтычнага асэнсавання.