Co to jest brązowy karzeł?

Brązowy karzeł to ciało na skraju dużej planety lub bardzo małej gwiazdy. Brązowe karły mają od 13 do około 90 mas Jowisza. Międzynarodowa Unia Astronomiczna stawia linię między dużymi planetami i małymi brązowymi karłami na 13 masach Jowisza, ponieważ jest to próg masy niezbędny do stopienia deutrium.

Deutrium jest izotopem wodoru, który zawiera w jądrze neutron, a nie tylko protonem, jak zwykły wodór, i jest najłatwiejszym rodzajem atomu do stopienia. Ponieważ deutrium jest dość rzadkie w porównaniu do zwykłego wodoru - na przykład 6 atomów na 10 000 dla Jowisza - nie ma wystarczającej ilości, aby utworzyć prawdziwą gwiazdę, dlatego brązowe karły często nazywane są „gwiazdami nieudanymi”.

Przy masie około 0,075 masy Słońca lub 90 mas Jowisza brązowe karły stają się zdolne do stopienia normalnego wodoru - aczkolwiek znacznie wolniej niż główne gwiazdy sekwencji takie jak nasze Słońce - co czyni je czerwonymi karłami, gwiazdami o około 1/10 000 jasności Słońca. Brązowe karły na ogół wykazują bardzo małą lub żadną jasność, generując ciepło głównie przez zawarte w nich pierwiastki promieniotwórcze, a także temperaturę z powodu kompresji. Ponieważ brązowe karły są bardzo słabe, trudno jest je obserwować z daleka, a znanych jest tylko kilkaset. Pierwszy brązowy karzeł został potwierdzony w 1995 r. Alternatywną nazwą, która została zaproponowana dla brązowych karłów, była „podrzędna”.

Interesującą właściwością brązowych karłów jest to, że wszystkie mają prawie ten sam promień - mniej więcej Jowisza - z jedynie 10% do 15% wariancją, nawet jeśli ich masa jest nawet 90 razy większa niż Jowisza. W niskim zakresie skali masy objętość brązowego karła zależy od ciśnienia Columba, który determinuje również objętość planet i innych obiektów o małej masie. W wyższym zakresie skali masy objętość jest określana przez ciśnienie degeneracji elektronowej - to znaczy atomy są ściśnięte tak blisko siebie, jak to możliwe, bez zapadania się powłok elektronowych.

Fizyka tych dwóch układów jest taka, że ​​wraz ze wzrostem gęstości promień zostaje z grubsza zachowany. Kiedy dodatkowa masa zostanie dodana poza górne granice mas brązowego karła, objętość zaczyna znowu wzrastać, wytwarzając duże ciała niebieskie o promieniach bliższych promieniom naszego Słońca.