Brązowy karzeł

Z Wikipedii

Brązowe karły – obiekty gwiazdopodobne o masie zbyt małej (poniżej 8% masy Słońca - 80 mas Jowisza), by mogły zachodzić w nich reakcje przemiany wodoru w hel, które są głównym źródłem energii gwiazd ciągu głównego. Od gazowych planet odróżnia je to, że często występują same w przestrzeni. Pierwszego brązowego karła zaobserwowano w 1995 roku. Określa się je czasem mianem niewypałów, nieudanych gwiazd bądź superplanet.

[edytuj] Cechy charakterystyczne

Najczęściej stosowanym kryterium pozwalającym odróżnić brązowe karły od niezbyt masywnych gwiazd jest obecność litu, który występuje w gwiazdach jedynie przez krótki okres, na początku ewolucji. Zaraz po zapoczątkowaniu reakcji termojądrowych gwiazdy szybko tracą swój zapas tego pierwiastka poprzez reakcję ⁷Li z jądrem wodoru (protonem), której produktem są dwie cząstki ⁴He. Temperatura niezbędna do zajścia tej przemiany jest niewiele niższa od temperatury potrzebnej do syntezy helu z wodorem. Ruchy konwekcyjne wewnątrz gwiazdy sprawiają, że zużyty zostaje cały lit. W brązowych karłach pierwiastek ten zazwyczaj występuje (choć obiekty o masie większej od 0,06 masy Słońca "spalają" lit), tworząc w widmie łatwe do zaobserwowania linie, których nie ma w widmie gwiazdy.

Inną charakterystyczną cechą karłów jest silniejsze promieniowanie w podczerwieni niż w innych długościach fal.

Początkowo źródłem energii brązowego karła o masie nie mniejszej niż 1,3% masy Słońca są reakcje jądrowe z udziałem deuteru (D + p -> ³He), albo litu (jeśli masa > 6% M_S), niewymagające tak wysokich temperatur jak pełny cykl protonowy. Po ich ustaniu karzeł wydziela zgromadzone ciepło - jego jądro ogrzewa się wcześniej nawet do kilku milionów kelwinów. Emituje głównie promieniowanie podczerwone oraz w wąskim zakresie światło widzialne, nadające mu brązowawą barwę. Z czasem brązowy karzeł stygnie, tym wolniej im większą ma masę, przeistaczając się w czarnego karła.

[edytuj] Znane obiekty

Dotychczas odkryto kilkaset brązowych karłów, jednakże są one prawdopodobnie najczęściej spotykanym typem obiektów w Galaktyce. Trudność w ich wykrywaniu polega na bardzo małej jasności, która przy obecnym stanie techniki uniemożliwia dostrzeżenie obiektów lżejszych od kilkunastu mas Jowisza, o ile nie są składnikami układów podwójnych lub wielokrotnych. Obserwacje prowadzone w podczerwieni ukazywały dziesiątki brązowych karłów w każdym obszarze, gdzie zachodzą procesy gwiazdotwórcze.

Część naukowców za brązowe karły uważa również odkryte do tej pory planety pozasłoneczne. Wiele z nich jest co najmniej kilkakrotnie masywniejszych od Jowisza, lecz najczęściej stosowana technika pomiarów prędkości radialnej daje tylko dolne oszacowanie na masę obiektu. Jednakże w niektórych wypadkach znane jest także nachylenie orbity planety, np. obserwowane są przejścia planet przed tarczą gwiazdy, co pozwala z całą pewnością stwierdzić, że nie mamy do czynienia z brązowym karłem.

Jednak niektórzy uczeni uważają, że na miano brązowego karła zasługują wszystkie obiekty, które formują się podobnie jak gwiazdy, bezpośrednio z zapadającej się chmury gazu i pyłu, a nie na skutek kolizji mniejszych ciał. Takie zjawiska mogą też zachodzić w dyskach protoplanetarnych i niewykluczone, że w ten sposób powstały np. Jowisz i Saturn w Układzie Słonecznym. Ta definicja ma więc poważną wadę - na jej podstawie można by uznać wszystkie gazowe olbrzymy za mało masywne brązowe karły.

[edytuj] Atmosfera

Brązowy karzeł Gliese 229B (na prawo od jasnej gwiazdy), na zdjęciach wykonanych w Obserwatorium Palomar oraz przez Teleskop Hubble'a (NASA)

W 2002 roku na brązowych karłach odkryto ślady zmian pogodowych, wcześniej znanych wyłącznie na planetach. Nieregularne wahania jasności wskazują, że obiekty te mogą posiadać nieprzezroczyste atmosfery, w których przy temperaturze rzędu 800-2500°C powstają chmury z parujących metali, przede wszystkim żelaza. Zachodzące tam zjawiska atmosferyczne byłyby podobne do tych na Jowiszu, ale nieporównywalnie gwałtowniejsze.

W miarę ochładzania, coraz mniej związków chemicznych osiąga stan gazowy. Gdy chmury zanikną całkowicie, odsłonięcie powierzchni wywołuje nagły wzrost jasności karła.

[edytuj] Dysk protoplanetarny

Ostatnie obserwacje wykazały, że podobnie jak zwyczajne gwiazdy, brązowe karły we wczesnym stadium rozwoju otoczone są przez dysk protoplanetarny. W jego wnętrzu mogą powstawać planetoidy, komety oraz gazowe olbrzymy.

[edytuj] Niektóre brązowe karły

[edytuj] Zobacz też

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Brązowy karzeł

• czerwony karzeł
• żółty karzeł