Cu cât devin mai multe cunoștințe teoretice și capacități tehnice ale oamenilor de știință, cu atât fac mai multe descoperiri. S-ar părea că toate obiectele spațiale sunt deja cunoscute și este necesar doar să le explicăm caracteristicile. Cu toate acestea, de fiecare dată când astrofizicienii au un astfel de gând, Universul le prezintă o altă surpriză. Adesea, însă, astfel de inovații sunt prezise teoretic. Aceste obiecte includ pitici maro. Până în 1995, au existat doar în vârful stiloului.
Să facem cunoștință
Piticii maro sunt stele destul de neobișnuite. Toți parametrii lor principali sunt foarte diferiți de caracteristicile luminilor familiare nouă, cu toate acestea, există asemănări. Strict vorbind, o pitică maro este un obiect substelar, ea ocupă o poziție intermediară între luminarii și planetele actuale. Aceste corpuri cosmice au o masă relativ mică - de la 12,57 la 80,35 din parametrul analog al lui Jupiter. În măruntaiele lor, ca în centre alte stele au loc reacții termonucleare. Diferența dintre piticele brune este rolul extrem de nesemnificativ al hidrogenului în acest proces. Astfel de stele folosesc deuteriu, bor, litiu și beriliu drept combustibil. „Combustibil” se epuizează relativ repede, iar piticul maro începe să se răcească. După ce acest proces este finalizat, devine un obiect asemănător planetei. Astfel, piticele brune sunt stele care nu cad niciodată pe secvența principală a diagramei Hertzsprung-Russell.
Rătăcitori invizibili
Aceste obiecte interesante se disting prin alte câteva caracteristici remarcabile. Sunt stele rătăcitoare care nu sunt asociate cu nicio galaxie. Teoretic, astfel de corpuri cosmice pot naviga în întinderile spațiului timp de multe milioane de ani. Cu toate acestea, una dintre proprietățile lor cele mai semnificative este absența aproape completă a radiațiilor. Este imposibil să observați un astfel de obiect fără utilizarea unui echipament special. Astrofizicienii nu au avut echipament adecvat pentru o perioadă destul de lungă.
Primele descoperiri
Cea mai puternică radiație de pitice maro cade în regiunea spectrală infraroșie. Căutarea unor astfel de urme a fost încununată cu succes în 1995, când a fost descoperit primul astfel de obiect, Teide 1. El aparține clasei spectrale M8 și se află în clusterul Pleiadelor. În același an, o altă astfel de stea, Gliese 229B, a fost descoperită la o distanță de 20 de ani lumină de Soare. Se învârte în jurul piticii roșii Gliese 229A. Descoperirile au început să urmeze una după alta. Până în prezent se știepeste o sută de pitici maro.
Diferențe
Piticii maro nu sunt ușor de identificat din cauza asemănării lor în multe feluri cu planetele și stelele luminoase. În raza lor, ei se apropie de Jupiter într-o măsură sau alta. Aproximativ aceeași valoare a acestui parametru rămâne pentru întreaga gamă de mase de pitice brune. În astfel de condiții, devine extrem de dificil să le distingem de planete.
În plus, nu toți piticii de acest tip sunt capabili să susțină reacții termonucleare. Cele mai ușoare dintre ele (până la 13 mase Jupiter) sunt atât de reci încât chiar și procesele care utilizează deuteriu sunt imposibile în adâncul lor. Cele mai masive foarte repede (la scară cosmică - în 10 milioane de ani) se răcesc și, de asemenea, devin incapabile să mențină reacțiile termonucleare. Oamenii de știință folosesc două metode principale pentru a distinge piticile maro. Prima este măsurarea densității. Piticele brune se caracterizează prin aproximativ aceleași valori ale razei și volumului și, prin urmare, un corp cosmic cu o masă de 10 Jupiteri și mai mult aparține cel mai probabil acestui tip de obiect.
A doua modalitate este detectarea razelor X și a radiațiilor infraroșii. Numai piticele brune, a căror temperatură a scăzut la nivelul planetar (până la 1000 K), nu se pot lăuda cu o caracteristică atât de vizibilă.
Modul de a distinge stelele luminoase
Un corp de iluminat cu o masă mică este un alt obiect de care poate fi dificil să distingem o pitică maro. Ce este o stea? Acesta este un cazan termonuclear, unde totul se arde treptat.elemente luminoase. Unul dintre ele este litiul. Pe de o parte, în adâncurile majorității stelelor, se termină destul de repede. Pe de altă parte, este necesară o temperatură relativ scăzută pentru reacția cu participarea acesteia. Se pare că obiectul cu linii de litiu în spectru aparține probabil clasei de pitice maro. Această metodă are limitările sale. Litiul este adesea prezent în spectrul stelelor tinere. În plus, piticele brune pot epuiza toate rezervele acestui element într-o perioadă de jumătate de miliard de ani.
Metanul poate fi, de asemenea, un semn distinctiv. În etapele finale ale ciclului său de viață, o pitică brună este o stea a cărei temperatură îi permite să acumuleze o cantitate impresionantă. Alte corpuri de iluminat nu se pot răci într-o astfel de stare.
Pentru a distinge între piticele maro și stele, se măsoară și luminozitatea acestora. Luminatele se estompează la sfârșitul existenței lor. Piticii răcesc toată „viața”. În etapele finale, devin atât de întunecate încât este imposibil să le confundați cu stele.
Pitici maro: tip spectral
Temperatura suprafeței obiectelor descrise variază în funcție de masă și vârstă. Valorile posibile variază de la planetare la cele caracteristice celor mai reci stele din clasa M. Din aceste motive, pentru piticele maro au fost identificate inițial două tipuri spectrale suplimentare, L și T. Pe lângă acestea, în teorie a existat și clasa Y. Până în prezent, realitatea sa a fost confirmată. Să ne oprim asupra caracteristicilor obiectelor fiecărei clase.
Clasa L
Stelele aparținând primului tip dintre cele menționate se deosebesc de reprezentanții clasei M anterioare prin prezența benzilor de absorbție nu numai de oxid de titan și vanadiu, ci și de hidruri metalice. Această caracteristică a făcut posibilă distingerea unei noi clase L. De asemenea, linii de metale alcaline și iod au fost găsite în spectrul unor pitice brune care îi aparțin. Până în 2005, au fost descoperite 400 de astfel de facilități.
Clasa T
T-piticii se caracterizează prin prezența benzilor de metan în domeniul infraroșu apropiat. Proprietăți similare au fost găsite anterior numai în giganții gazosi ai sistemului solar, precum și în luna lui Saturn, Titan. Hidrururile FeH și CrH, caracteristice piticilor L, sunt înlocuite în clasa T de metale alcaline precum sodiu și potasiu.
Conform presupunerilor oamenilor de știință, astfel de obiecte ar trebui să aibă o masă relativ mică - nu mai mult de 70 de mase ale lui Jupiter. Piticii-T maro sunt asemănători în multe privințe cu giganții gazoși. Temperatura lor caracteristică de suprafață variază de la 700 la 1300 K. Dacă astfel de pitici maro cad vreodată în obiectivul camerei, fotografia va arăta obiecte roz-albastru. Acest efect este asociat cu influența spectrelor de sodiu și potasiu, precum și a compușilor moleculari.
Clasa Y
Ultimul tip spectral a existat de mult doar în teorie. Temperatura de suprafață a unor astfel de obiecte ar trebui să fie sub 700 K, adică 400 ºС. În intervalul vizibil, astfel de pitice maro nu sunt detectate (fotografia nu va funcționa deloc).
Totuși, în 2011Astrofizicienii americani au anunțat descoperirea mai multor obiecte reci similare cu temperaturi cuprinse între 300 și 500 K. Unul dintre ele, WISE 1541-2250, este situat la o distanță de 13,7 ani lumină de Soare. Celăl alt, WISE J1828+2650, are o temperatură a suprafeței de 25°C.
Geamănul soarelui este o pitică maro
O poveste despre astfel de obiecte spațiale interesante ar fi incompletă fără a menționa Steaua Morții. Acesta este numele geamănului Soarelui existent ipotetic, după presupunerile unor oameni de știință, situat la o distanță de 50-100 de unități astronomice de acesta, în afara norului Oort. Potrivit astrofizicienilor, presupusul obiect este o pereche de lumina noastră și trece pe lângă Pământ la fiecare 26 de milioane de ani.
Ipoteza este legată de presupunerea paleontologilor David Raup și Jack Sepkowski despre extincția periodică în masă a speciilor biologice de pe planeta noastră. A fost exprimată în 1984. În general, teoria este destul de controversată, dar există argumente în favoarea ei.
Steaua Morții este o posibilă explicație pentru aceste extincții. O presupunere similară a apărut simultan în două grupuri diferite de astronomi. Conform calculelor lor, geamănul Soarelui ar trebui să se miște de-a lungul unei orbite foarte alungite. Când se apropie de lumina noastră, perturbă cometele, în număr mare „locuind” norul Oort. Ca urmare, numărul coliziunilor lor cu Pământul crește, ceea ce duce la moartea organismelor.
„Steaua Morții” sau Nemesis, case mai numește, poate fi pitic maro, alb sau roșu. Până în prezent, însă, nu au fost găsite obiecte potrivite pentru acest rol. Există sugestii că în zona norului Oort există o planetă gigantică încă necunoscută care afectează orbitele cometelor. Atrage blocurile de gheață spre sine, prevenind astfel posibila lor coliziune cu Pământul, adică nu acționează deloc ca ipotetica Steaua Morții. Cu toate acestea, nici nu există dovezi ale existenței planetei Tyche (adică, sora lui Nemesis).
Piticii maro sunt obiecte relativ noi pentru astronomi. Mai sunt multe informații despre ele de obținut și analizat. Astăzi se presupune deja că astfel de obiecte pot fi însoțitorii multor stele cunoscute. Dificultățile de cercetare și de detectare a acestui tip de pitici stabilesc un nou standard în alt pentru echipamentul științific și înțelegerea teoretică.
