Когда что-то слишком маленькое, чтобы быть звездой, но слишком массивное, чтобы быть планетой? Когда это коричневый карлик, также известный как «неудавшаяся звезда». Но если вы думаете, что прозвище неудавшейся звезды немного пессимистично, вы будете рады услышать, что астрономы обнаружили особый коричневый карлик, который больше похож на звезду, чем мы когда-либо думали, что коричневый карлик может быть.
Коричневые карлики - экзотический вид небесных объектов. Считается, что их масса составляет от 13 до 80 масс Юпитера, поэтому их нельзя определить ни как массивные планеты, ни как крошечные звезды; это совершенно разные подзвездные диковинки, обладающие качествами обоих. Это мост между самыми массивными планетами и самыми маленькими звездами.
Звезды являются звездами, потому что они достаточно массивны (и, следовательно, имеют достаточно сильную гравитацию), чтобы поддерживать синтез в своих плотных ядрах. Наше Солнце, например, представляет собой «желтого карлика», который находится примерно на половине своего 10-миллиардного жизненного цикла, превращая 600 миллионов тонн (544 миллиона метрических тонн) водорода в секунду.
Астрономы классифицируют звезды в соответствии с их светимостью (яркостью) и температурой их поверхности на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Начиная с самых ярких и горячих (температура поверхности около 30 000 Кельвинов) это звезды класса «О», затем «В», «А», «F», «G», «К» до «М» по убыванию. порядок температуры. Коричневые карлики начинаются с класса «M6.5» (известного также как карлики позднего M, менее 3000 Кельвинов) и продолжаются через «L», «T» и «Y» - Y является самым холодным. Самые холодные карлики класса Y могут иметь температуру до 250 Кельвинов (минус 23 градуса Цельсия).
Коричневые карлики не считаются звездами, потому что они слишком малы, чтобы синтезировать водород в своих ядрах - у них нет гравитационного потенциала в ядре, чтобы поддерживать синтез водорода, но, в зависимости от того, насколько они массивны, они есть иметь достаточную массу, чтобы спорадически сплавлять такие элементы, как литий и дейтерий.
Сверхмассивные Юпитеры? Супермаленькие звезды?
Наш приятель Юпитер - массивная планета с плотной атмосферой с ядром и слоистой дифференциацией химических веществ в газовой атмосфере. Но если бы Юпитер был в 13 раз массивнее и считался бы маленьким коричневым карликом, он бы начал проявлять некоторые звездоподобные качества. Например, коричневые карлики демонстрируют конвекцию в своих атмосферах. Подобно кипящей воде в чайнике, материал нагревается вблизи ядер коричневых карликов, заставляя его подниматься. Когда конвекционные потоки достигают поверхности, они излучают инфракрасное излучение, охлаждаются и возвращаются внутрь. Такие планеты, как Юпитер, не демонстрируют такого поведения; их химические вещества в атмосфере образуют слои, в которых крупномасштабная конвекция невозможна.
Но коричневые карлики не только демонстрируют звездообразные конвекционные токи, но и имеют довольно впечатляющие магнитные поля. Показательный пример: согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2017 года в Astrophysical Journal, был изучен коричневый карлик LSR J1835+3259, который оказался магнитно-активным. На самом деле, он настолько активен, что может соперничать с нашим солнечным магнетизмом.
Находится на расстоянии около 18,5 световых лет от Земли. По оценкам, масса LSR J1835+3259 в 55 раз превышает массу Юпитера. Во время наблюдательной кампании исследователи отметили поляризацию инфракрасного света, излучаемого коричневым карликом. Этот метод может выявить магнитные условия у поверхности коричневого карлика.
То, что они обнаружили, стало неожиданностью: когда объект вращался, в поле зрения появилась мощная магнитная область, более мощная, чем магнитные поля, связанные с солнечными пятнами, которые мы наблюдаем на Солнце. Солнечные пятна - это магнитоактивные области, которые могут вызывать выбросы корональной массы, солнечные вспышки и создавать мощные потоки солнечного ветра - все это может вызывать мощные геомагнитные бури на Земле.
В интервью New Scientist исследователи отмечают, что LSR J1835+3259 очень молод (приблизительно 20 миллионов лет) и мощное магнитное поле может взаимодействовать с протопланетным диском объекта (если он есть).. Но если эта активная магнитная область является долгоживущей и представляет ее глобальное магнитное поле, LSR J1835+3259 гораздо более «звездообразен», чем мы думаем о коричневых карликах..
Таким образом, вместо того, чтобы называть коричневые карлики "звездами-неудачниками", возможно, нам следует называть их сверхуспешными планетами или магнитными карликами.
Интересно
Коричневые карлики впервые были обнаружены всего несколько десятилетий назад, в 1995 году.