Коричневий карлик
З Вікіпедії, безкоштовно encyclopedia
Кори́чневий ка́рлик — самосвітний астрономічний об'єкт, у якого домінує вивільнення гравітаційної енергії шляхом стискання, хоча деяку роль відіграє енерговиділення внаслідок ядерних реакцій[1]. Цей клас об'єктів є проміжним між планетами й зорями з масою в діапазоні приблизно від 0,013 до 0,075 M☉. На відміну від планет, коричневі карлики можуть підтримувати термоядерні реакції у своїх надрах, але, на відміну від зір, потужність реакцій у них ніколи не досягає їхньої світності, тому вони поступово стискаються та тьмяніють.
Коричневі карлики мають дуже низьку світність та температуру. Їх світність становить менше 0,04L☉ і зазвичай на порядки менше. Температура не перевищує 2800 K, а найхолодніші коричневі карлики мають температуру близько 300 K. Радіуси коричневих карликів, незалежно від їх мас, близькі до радіусу Юпітера. У їх центральних областях деякий час відбуваються термоядерні реакції: ядерне горіння дейтерію може йти навіть у найменш масивних коричневих карликах, а масивніші здатні підтримувати ядерне горіння літію або навіть ядерне горіння водню. Однак дейтерій та літій швидко вичерпуються, а горіння водню в коричневих карликах, на відміну від зір, швидко припиняється.
Попри відмінності між коричневими карликами та зорями й планетами, їх важко відрізнити як від одних, так і від інших. Найпотужніші й наймолодші коричневі карлики мають світність, порівняну з тьмяними зорями, а старі й маломасивні схожі на планети-гіганти. У першому випадку для визначення типу об'єкта можна виміряти кількість літію, який зорі витрачають швидше за коричневі карлики, а в другому — прискорення вільного падіння на поверхні, яке в коричневих карликів значно більше, ніж у планет. Коричневі карлики можуть належати до одного з чотирьох спектральних класів (у порядку зменшення температури): M, L, T, Y. До перших двох класів можуть належати також маломасивні зорі.
Коричневі карлики в основному формуються так, як і зорі: шляхом колапсу молекулярних хмар, хоча можливо, що маломасивні коричневі карлики формуються як планети: у масивних навколозоряних дисках. У другому випадку вони повинні мати тверде ядро, але також здатні підтримувати термоядерні реакції. Як і зорі, коричневі карлики після утворення деякий час підтримують горіння дейтерію, а після його вичерпання випромінюють енергію за рахунок гравітаційного стискання. На відміну від зір, коричневі карлики не виходять на головну послідовність, де досягали б рівноваги між випромінюванням та виділенням енергії за рахунок термоядерних реакцій, а припиняють стискання через виродження електронного газу. Імовірно, наприкінці своєї еволюції, втративши джерела енергії, коричневі карлики продовжують тьмяніти, перетворюючись на чорні карлики.
Теоретично існування коричневих карликів передбачив Шив Кумар 1963 року, а 1995 їх було виявлено; першим підтвердженим вважається Глізе 229 B. Надалі теоретичні моделі коричневих карликів покращувалися, а інфрачервоні огляди неба призвели до відкриття великої кількості коричневих карликів. На 2019 рік було відомо понад 11 тисяч таких об'єктів.