Più diventano le conoscenze teoriche e le capacità tecniche degli scienziati, più scoperte fanno. Sembrerebbe che tutti gli oggetti spaziali siano già noti ed è solo necessario spiegarne le caratteristiche. Tuttavia, ogni volta che gli astrofisici hanno un tale pensiero, l'Universo offre loro un' altra sorpresa. Spesso, tuttavia, tali innovazioni sono previste teoricamente. Questi oggetti includono nane brune. Fino al 1995 esistevano solo sulla punta della penna.
Facciamo conoscenza
Le nane brune sono stelle piuttosto insolite. Tutti i loro parametri principali sono molto diversi dalle caratteristiche dei luminari a noi familiari, tuttavia ci sono delle somiglianze. A rigor di termini, una nana bruna è un oggetto substellare, occupa una posizione intermedia tra i luminari e i pianeti reali. Questi corpi cosmici hanno una massa relativamente piccola - da 12,57 a 80,35 dell'analogo parametro di Giove. Nelle loro viscere, come nei centri altre stelle, avvengono reazioni termonucleari. La differenza tra le nane brune è il ruolo estremamente insignificante dell'idrogeno in questo processo. Tali stelle usano come combustibile deuterio, boro, litio e berillio. Il "combustibile" si esaurisce in tempi relativamente brevi e la nana bruna inizia a raffreddarsi. Dopo che questo processo è completato, diventa un oggetto simile a un pianeta. Pertanto, le nane brune sono stelle che non cadono mai nella sequenza principale del diagramma Hertzsprung-Russell.
Viandanti invisibili
Questi interessanti oggetti si distinguono per molte altre notevoli caratteristiche. Sono stelle erranti non associate a nessuna galassia. Teoricamente, tali corpi cosmici possono navigare nelle distese dello spazio per molti milioni di anni. Tuttavia, una delle loro proprietà più significative è l'assenza quasi completa di radiazioni. È impossibile notare un tale oggetto senza l'uso di attrezzature speciali. Gli astrofisici non hanno avuto attrezzature adeguate per un periodo abbastanza lungo.
Prime scoperte
La radiazione più forte delle nane brune cade nella regione spettrale dell'infrarosso. La ricerca di tali tracce è stata coronata con successo nel 1995, quando è stato scoperto il primo oggetto di questo tipo, il Teide 1. Appartiene alla classe spettrale M8 e si trova nell'ammasso delle Pleiadi. Nello stesso anno, un' altra stella simile, Gliese 229B, fu scoperta a una distanza di 20 anni luce dal Sole. Ruota attorno alla nana rossa Gliese 229A. Le scoperte iniziarono a susseguirsi una dopo l' altra. Ad oggi è notooltre cento nane brune.
Differenze
Le nane brune non sono facili da identificare a causa della loro somiglianza in molti modi con i pianeti e le stelle luminose. Nel loro raggio, si avvicinano a Giove in un modo o nell' altro. Approssimativamente lo stesso valore di questo parametro rimane per l'intera gamma di masse di nane brune. In tali condizioni, diventa estremamente difficile distinguerli dai pianeti.
Inoltre, non tutti i nani di questo tipo sono in grado di supportare reazioni termonucleari. I più leggeri (fino a 13 masse di Giove) sono così freddi che persino i processi che utilizzano il deuterio sono impossibili nelle loro profondità. I più massicci molto rapidamente (su scala cosmica - in 10 milioni di anni) si raffreddano e diventano anche incapaci di mantenere le reazioni termonucleari. Gli scienziati usano due metodi principali per distinguere le nane brune. Il primo è la misurazione della densità. Le nane brune sono caratterizzate da circa gli stessi valori di raggio e volume, e quindi un corpo cosmico con una massa di 10 Giove e superiore molto probabilmente appartiene a questo tipo di oggetto.
Il secondo modo è rilevare i raggi X e le radiazioni infrarosse. Solo le nane brune, la cui temperatura è scesa al livello planetario (fino a 1000 K), non possono vantare una caratteristica così evidente.
Il modo per distinguere dalle stelle luminose
Un luminare con una piccola massa è un altro oggetto dal quale può essere difficile distinguere una nana bruna. Cos'è una stella? Questa è una caldaia termonucleare, dove tutto si esaurisce gradualmente.elementi leggeri. Uno di questi è il litio. Da un lato, nelle profondità della maggior parte delle stelle, finisce piuttosto rapidamente. D' altra parte, è richiesta una temperatura relativamente bassa per la reazione con la sua partecipazione. Si scopre che l'oggetto con le righe di litio nello spettro appartiene probabilmente alla classe delle nane brune. Questo metodo ha i suoi limiti. Il litio è spesso presente nello spettro delle giovani stelle. Inoltre, le nane brune possono esaurire tutte le riserve di questo elemento in un periodo di mezzo miliardo di anni.
Il metano può anche essere un segno distintivo. Nelle fasi finali del suo ciclo vitale, una nana bruna è una stella la cui temperatura le consente di accumulare una quantità impressionante. Altri luminari non possono raffreddarsi fino a un tale stato.
Per distinguere tra nane brune e stelle, viene misurata anche la loro luminosità. I luminari si affievoliscono alla fine della loro esistenza. I nani raffreddano tutta la "vita". Nelle fasi finali, diventano così scuri che è impossibile confonderli con le stelle.
Nane brune: tipo spettrale
La temperatura superficiale degli oggetti descritti varia a seconda della massa e dell'età. I valori possibili vanno da quelli planetari a quelli caratteristici delle stelle più fredde di classe M. Per questi motivi per le nane brune sono stati originariamente individuati due tipi spettrali aggiuntivi, L e T. Oltre a questi esisteva in teoria anche la classe Y. Ad oggi, la sua re altà è stata confermata. Soffermiamoci sulle caratteristiche degli oggetti di ciascuna delle classi.
Classe L
Le stelle appartenenti al primo tipo di quelle citate differiscono dai rappresentanti della precedente classe M per la presenza di bande di assorbimento non solo di ossido di titanio e vanadio, ma anche di idruri metallici. È stata questa caratteristica che ha permesso di distinguere una nuova classe L. Inoltre, nello spettro di alcune nane brune appartenenti ad essa sono state trovate linee di metalli alcalini e iodio. Nel 2005 erano state scoperte 400 strutture di questo tipo.
Classe T
Le nane T sono caratterizzate dalla presenza di bande di metano nel vicino infrarosso. Proprietà simili erano state precedentemente trovate solo nei giganti gassosi del sistema solare, così come nella luna di Saturno, Titano. Gli idruri FeH e CrH, caratteristici delle L-nane, vengono sostituiti nella classe T da metalli alcalini come sodio e potassio.
Secondo le ipotesi degli scienziati, tali oggetti dovrebbero avere una massa relativamente piccola - non più di 70 masse di Giove. Le nane T marroni sono simili in molti modi ai giganti gassosi. La loro caratteristica temperatura superficiale varia da 700 a 1300 K. Se tali nane brune cadono nell'obiettivo della fotocamera, la foto mostrerà oggetti blu-rosati. Questo effetto è associato all'influenza degli spettri di sodio e potassio, nonché dei composti molecolari.
Classe Y
L'ultimo tipo spettrale esiste da tempo solo in teoria. La temperatura superficiale di tali oggetti dovrebbe essere inferiore a 700 K, ovvero 400 ºС. Nella gamma visibile, tali nane brune non vengono rilevate (la foto non funzionerà affatto).
Tuttavia, nel 2011Gli astrofisici americani hanno annunciato la scoperta di diversi oggetti freddi simili con temperature comprese tra 300 e 500 K. Uno di questi, WISE 1541-2250, si trova a una distanza di 13,7 anni luce dal Sole. L' altro, WISE J1828+2650, ha una temperatura superficiale di 25°C.
Il gemello del sole è una nana bruna
Una storia su oggetti spaziali così interessanti sarebbe incompleta senza menzionare la Morte Nera. Questo è il nome dell'ipoteticamente esistente gemello del Sole, secondo le ipotesi di alcuni scienziati, situato a una distanza di 50-100 unità astronomiche da esso, al di fuori della nube di Oort. Secondo gli astrofisici, il presunto oggetto è una coppia dei nostri luminari e passa vicino alla Terra ogni 26 milioni di anni.
L'ipotesi è legata all'ipotesi dei paleontologi David Raup e Jack Sepkowski sulla periodica estinzione di massa di specie biologiche sul nostro pianeta. È stato espresso nel 1984. In generale, la teoria è piuttosto controversa, ma ci sono argomenti a suo favore.
La Morte Nera è una possibile spiegazione di queste estinzioni. Un'ipotesi simile sorse simultaneamente in due diversi gruppi di astronomi. Secondo i loro calcoli, il gemello del Sole dovrebbe muoversi lungo un'orbita molto allungata. Quando si avvicina al nostro luminare, perturba le comete, che in gran numero "abitano" la nuvola di Oort. Di conseguenza, il numero delle loro collisioni con la Terra aumenta, il che porta alla morte degli organismi.
"Morte Nera", o Nemesis, comeviene anche chiamata, può essere una nana marrone, bianca o rossa. Ad oggi, però, non sono stati trovati oggetti adatti a questo ruolo. Ci sono suggerimenti che nella zona della nuvola di Oort ci sia un pianeta gigante ancora sconosciuto che influisca sulle orbite delle comete. Attira a sé i blocchi di ghiaccio, prevenendo così la loro possibile collisione con la Terra, cioè non agisce affatto come l'ipotetica Morte Nera. Tuttavia, non ci sono nemmeno prove dell'esistenza del pianeta Tyche (cioè la sorella di Nemesis).
Le nane brune sono oggetti relativamente nuovi per gli astronomi. Ci sono ancora molte informazioni su di loro da ottenere e analizzare. Si presume già oggi che tali oggetti possano essere compagni di molte stelle conosciute. Le difficoltà di ricerca e rilevamento di questo tipo di nani stabiliscono un nuovo standard per l'attrezzatura scientifica e la comprensione teorica.
