29 614 subscribers

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

15k full reads
Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

Холодная звезда, или самая горячая планета? Коричневые карлики, пожалуй, одни из самых странных объектов во Вселенной. Что такого интересного в них – расскажу в статье!

Несколько слов о рождении светил

Звёзды, которыми мы не упускаем возможность полюбоваться в ясную ночь, рождаются в месте с красивым названием – звёздная колыбель – это гигантские молекулярные облака, состоящие из газа и пыли. Под действием гравитационных сил, вещество в этих облаках начинает сжиматься, а вместе с этим растёт и температура – такое облако превращается в протозвезду – юный зародыш звезды, только-только формирующий сферическую форму. Вещества становится всё больше, оно накапливается, температура продолжает расти, и когда она достигает примерно 3 миллионов градусов С, звезда рождается – начинается запуск термоядерных реакций – устойчивого горения водорода, звезда зажигается и светится.

Протозвезда
Протозвезда

Ищем сходства и отличия

Некоторые объекты подобны недоношенным младенцам – те, кто не успел набрать достаточной массы для того, чтобы в них поддерживались термоядерные реакции долгое время, зажечься подобно настоящим звёздам не могут – их температура не превышает обычно 500 С (сравните с ними, например, температуру звезды Пистолет, голубого гиганта, - около 20 000 С! У нашего Солнца – около 5500 С; температуру звезды Арктур – 3 800 С). Соответственно, 500 С - это очень мало для звезды. Именно они и являются коричневыми карликами.

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

Как и в звёздах, в коричневых карликах идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но, в отличие от звёзд, вышеприведённых в пример, тепла коричневые карлики излучают мало: ядерная реакция слияния ядер водорода незначительна, и, после исчерпания запасов ядер лёгких элементов, термоядерные реакции в их недрах прекращаются довольно быстро и после «выгорания» они становятся планетоподобными объектами. От звёзд коричневые карлики отличаются ещё и тем, что в них нет шаровых слоёв лучистого переноса энергии — теплоперенос в них осуществляется только за счёт турбулентной конвекции, поэтому они однородны по своему их химическому составу в глубине – это напоминает планет-гигантов.

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

Конечно, они испускают поток тёплого света, но долго коричневым карликам, как звёздам, функционировать не суждено – из-за нехватки вещества они постепенно остывают и угасают в течение всего нескольких сотен миллионов лет (сравните, к примеру, звёзды, такие, как наше Солнце – жёлтые карлики, живут около 10 млрд лет). Разница между звёздами и коричневыми карликами в их «смерти». Если коричневый карлик просто остынет, то у звёзд есть несколько вариантов:

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

Как мы видим, настоящая звезда никогда не остынет.

Масса коричневых карликов варьируется примерно от 12 масс Юпитера до половины массы Солнца. Светят коричневые карлики тусклыми пурпурными оттенками, это делает их похожими на звёзды.

Кто-то считает их необычной разновидностью газовых планет-гигантов, подобных нашему Юпитеру: ведь и планеты Солнечной системы, не будь рядом Солнца, остыли бы, так как им неоткуда будет брать тепло, как и коричневые карлики. Некоторые полагают, что Юпитер вполне мог бы стать звездой, ведь если сопоставить состав нашего «короля Солнечной системы» с Солнцем, то мы увидим, что он схожий. Главное различие между ними – масса. Солнце массивнее Юпитера в тысячу раз! Но, к коричневым карликам относятся тела в диапазоне от 13 до 75 масс Юпитера, поэтому Юпитер не мог стать звездой, даже – коричневым карликом. Чем больше массы успеет набрать этот «не родившийся младенец» на стадии своего формирования, тем больше тепла он сможет удерживать и, соответственно, тем дольше будет светиться, подражая настоящей звезде.

Остывшая звезда в представлении художников
Остывшая звезда в представлении художников

Интересен тот факт, что коричневые карлики в холодном своём бессмертии могут быть не связаны с галактиками и путешествовать по просторам Вселенной на протяжении многих миллионов лет (кстати, после того, как наше Солнце взорвётся, планеты, не удерживаемые гравитационными силами, разлетятся со своих орбит в бесконечное далёкое путешествие).

И всё же это звёзды…

Из-за практически полного отсутствия излучения обнаружить их очень трудно. Наиболее сильное излучение коричневых карликов приходится на инфракрасную спектральную область. Только в 1995 году был обнаружен первый коричневый карлик в скоплении Плеяд – Тейде 1. В это же время в 20 световых годах от Солнца нашли подобную «звезду» - Gliese 229B. Она вращается вокруг красного карлика Gliese 229А. Сейчас известно более сотни коричневых карликов.

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

Поскольку, в отличие от планет, коричневые карлики всё-таки излучают свет и тепло (пусть и недолго), их всё же включили в спектральную классификацию звёзд:

Не планета и не звезда: коричневые карлики – таинственные "полукровки"

А вы как думаете: коричневые карлики – это планеты или звёзды?