Vad är en brun dvärg?
En brun dvärg är en kropp på kanten av att vara en mycket stor planet eller en mycket liten stjärna. Bruna dvärgar varierar från 13 till cirka 90 Jupiter-massor. Internationella astronomiska unionen sätter gränsen mellan stora planeter och små bruna dvärgar vid 13 Jupiter-massor, eftersom detta är masströskeln som är nödvändig för sammansmältningen av deutrium.
Deutrium är en isotop av väte som inkluderar en neutron i kärnan, snarare än enbart en proton som i vanligt väte, och är den enklaste typen av atom att smälta samman. Eftersom deutrium är ganska sällsynt jämfört med vanligt väte - till exempel 6 atomer i 10 000 för Jupiter - är det inte tillräckligt för bildandet av en riktig stjärna, och därför kallas bruna dvärgar ofta "misslyckade stjärnor".
Vid cirka 0,075 solmassor, eller 90 Jupitermassor, blir bruna dvärgar kapabla att smälta normalt väte - om än i mycket långsammare takt än huvudsekvensstjärnor som vår sol - vilket gör dem till röda dvärgar, stjärnor med cirka 1 / 10.000 sollys. Bruna dvärgar visar i allmänhet mycket liten eller ingen ljusstyrka och genererar värme främst genom radioaktiva element som finns i dem, liksom temperatur på grund av kompression. Eftersom bruna dvärgar är mycket svaga, är det svårt att observera dem på avstånd, och bara några hundra är kända. Den första bruna dvärgen bekräftades 1995. Ett alternativt namn som föreslogs för bruna dvärgar var "substar".
En intressant egenskap hos bruna dvärgar är att de alla har nästan samma radie - ungefär som för Jupiter - med endast 10% till 15% varians hos dem, även om deras massa sträcker sig upp till 90 gånger Jupiter. I det låga området för massskalan bestäms brun dvärgvolym av Columb-trycket, som också bestämmer volymen på planeter och andra föremål med låg massa. Vid det högre intervallet för massskalan bestäms volymen av elektron-degeneratrycket - det vill säga atomer pressas så nära varandra som möjligt utan att elektronskalarna kollapsar.
Fysiken i dessa två arrangemang är sådan att när densiteten ökar upprätthålls radien grovt. När ytterligare massa läggs förbi de övre gränserna för bruna dvärgmassor börjar volymen öka igen, vilket ger stora himmelkroppar med radier närmare vår sol.