Was ist ein Brauner Zwerg?
Ein Brauner Zwerg ist ein Körper am Rande eines sehr großen Planeten oder eines sehr kleinen Sterns. Braune Zwerge sind zwischen 13 und etwa 90 Jupitermassen groß. Die Internationale Astronomische Union legt die Grenze zwischen großen Planeten und kleinen Braunen Zwergen auf 13 Jupitermassen fest, da dies die für die Fusion von Deutrium erforderliche Massenschwelle ist.
Deutrium ist ein Wasserstoffisotop, das ein Neutron im Kern enthält und nicht nur ein Proton wie bei gewöhnlichem Wasserstoff. Es ist der am einfachsten zu fusionierende Atomtyp. Da Deutrium im Vergleich zu gewöhnlichem Wasserstoff ziemlich selten ist - 6 von 10.000 Atomen zum Beispiel für Jupiter -, ist nicht genug vorhanden, um einen wahren Stern zu bilden, und daher werden braune Zwerge oft als "ausgefallene Sterne" bezeichnet.
Bei etwa 0,075 Sonnenmassen oder 90 Jupitermassen können Braune Zwerge normalen Wasserstoff - wenn auch viel langsamer als Hauptreihensterne wie unsere Sonne - zu Roten Zwergen, Sternen mit etwa 1 / 10.000 Sonnenhelligkeit, verschmelzen. Braune Zwerge weisen im Allgemeinen nur eine sehr geringe oder gar keine Leuchtkraft auf und erzeugen Wärme hauptsächlich durch die darin enthaltenen radioaktiven Elemente sowie durch die Kompression verursachte Temperatur. Da braune Zwerge sehr dunkel sind, ist es schwierig, sie aus der Ferne zu beobachten, und nur wenige hundert sind bekannt. Der erste Braune Zwerg wurde 1995 bestätigt. Ein alternativer Name, der für Braune Zwerge vorgeschlagen wurde, war "Substar".
Eine interessante Eigenschaft von Braunen Zwergen ist, dass sie alle fast den gleichen Radius haben - etwa den von Jupiter - mit nur 10% bis 15% Abweichung, auch wenn ihre Masse bis zum 90-fachen der von Jupiter reicht. Im unteren Bereich der Massenskala wird das Volumen der Braunen Zwerge durch den Columb-Druck bestimmt, der auch das Volumen von Planeten und anderen Objekten mit geringer Masse bestimmt. Im oberen Bereich der Massenskala wird das Volumen durch den Elektronendegenerationsdruck bestimmt, dh Atome werden so eng wie möglich zusammengedrückt, ohne dass die Elektronenschalen kollabieren.
Die Physik dieser beiden Anordnungen ist so, dass mit zunehmender Dichte der Radius grob beibehalten wird. Wenn zusätzliche Masse über die Obergrenze der Masse der Braunen Zwerge hinaus hinzugefügt wird, nimmt das Volumen wieder zu und es entstehen große Himmelskörper mit Radien, die näher an denen unserer Sonne liegen.