Che cos'è un nano bruno?
Una nana marrone è un corpo al limite dell'essere un pianeta molto grande o una stella molto piccola. I nani bruni vanno da 13 a circa 90 masse di Giove. L'Unione Astronomica Internazionale pone la linea tra grandi pianeti e piccole nane brune a 13 masse di Giove, perché questa è la soglia di massa necessaria per la fusione del deutrio.
Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno che include un neutrone nel nucleo, piuttosto che solo un protone come nell'idrogeno comune, ed è il tipo più semplice di atomo da fondere. Poiché il deuterio è piuttosto raro rispetto all'idrogeno comune - 6 atomi su 10.000 per Giove, per esempio - non è presente abbastanza per la formazione di una vera stella, e quindi le nane brune sono spesso chiamate "stelle fallite".
A circa 0,075 masse solari, o 90 masse di Giove, le nane brune diventano in grado di fondere l'idrogeno normale - anche se a una velocità molto più lenta delle stelle della sequenza principale come il nostro Sole - rendendole nane rosse, stelle con circa 1 / 10.000 di luminosità solare. I nani bruni in generale mostrano una luminosità molto scarsa o assente, generando calore principalmente attraverso gli elementi radioattivi contenuti al loro interno, nonché la temperatura dovuta alla compressione. Poiché i nani marroni sono molto scuri, è difficile osservarli a distanza e ne sono note solo poche centinaia. Il primo nano bruno è stato confermato nel 1995. Un nome alternativo che è stato proposto per i nani bruni era "substar".
Una proprietà interessante dei nani marroni è che tutti hanno quasi lo stesso raggio - circa quello di Giove - con solo una variazione dal 10% al 15%, anche se la loro massa varia fino a 90 volte quella di Giove. Alla bassa scala della scala di massa, il volume nano bruno è determinato dalla pressione di Columb, che determina anche il volume di pianeti e altri oggetti di bassa massa. Alla gamma più alta della scala di massa, il volume è determinato dalla pressione di degenerazione elettronica, ovvero gli atomi vengono premuti il più vicino possibile senza che i gusci di elettroni collassino.
La fisica di queste due disposizioni è tale che, all'aumentare della densità, il raggio viene mantenuto approssimativamente. Quando la massa aggiuntiva viene aggiunta oltre i limiti superiori delle masse nane brune, il volume inizia di nuovo ad aumentare, producendo grandi corpi celesti con raggi più vicini a quello del nostro Sole.