Smeđi patuljak (ponekad braon patuljak ili mrki patuljak) je substelarni objekat čija je masa, za razliku od zvezda glavnog niza, manja od neophodne za otpočinjanje fuzije vodonika (1H) u helijum. Smeđi patuljci imaju masu između velikih planeta gasnih džinova, i zvezda najmanje mase; gornja granica je između 75[2] i 80 masa Jupitera (). Trenutno traje debata o tome koji kriterijum da se koristi za razlikovanje smeđih patuljaka od velikih planeta kod smeđih patuljaka vrlo malih masa (~13 ),[3][4] i da li je neophodno da su smeđi patuljci dovodili do fuzije u nekom trenutku u svojoj istoriji. U svakom slučaju, smeđi patuljci teži od 13 vrše fuziju deuterijuma, a oni iznad ~65 vrše i fuziju litijuma. Jedina planeta za koju je poznato da kruži oko smeđeg patuljka je 2M1207b.[4]

Umetnikov koncept smeđeg patuljka tipa T
Poređenje: većina smeđih patuljaka je nešto manja od Jupitera (15–20%),[1] ali je i dalje i do 80 puta masivnija zbog veće gustine. Slika nije na skali; Jupiterov radijus je 10 puta veći od Zemljinog, a Sunčev radijus 10 puta veći od Jupiterovog.
Smeđi patuljak (manji objekat) kruži oko zvezde Gliese 229, koja se nalazi u sazvežđu Zec, oko 19 svetlosnih godina od Zemlje. Smeđi patuljak, Gliese 229b, ima masu oko 20 do 50 puta veću od mase Jupitera.

Astronomi klasiraju samosvetleće objekte prema spektralnoj klasi. Ove razlike su usko povezane sa površinskom temperaturom, a smeđi patuljci zauzimaju tipove M, L, T i Y.[5][6] Kako se smeđi patuljci ne podvrgavaju stabilnoj fuziji vodonika, vremenom se hlade, progresivno prolazeći kroz kasnije spektralne tipove kako stare.

Uprkos svom imenu, gledano golim okom smeđi patuljci bi se pojavljivali u različitim bojama u zavisnosti od njihove temperature.[5] Najtopliji su verovatno narandžasti ili crveni,[7] dok bi hladniji smeđi patuljci verovatno izgledali magentno za ljudsko oko.[5][8] Smeđi patuljci mogu biti potpuno konvektivni, bez slojeva ili hemijske diferencijacije po dubini.[9]

Istorija uredi

Rano teoretisanje uredi

 
Planete, smeđi patuljci, zvezde

O objektima koji se sada nazivaju „smeđi patuljci“ teoretisao je Šiv S. Kumar šezdesetih godina 20. veka i prvobitno su se zvali crni patuljci,[10] po klasifikaciji za tamne podzvezdane objekte koji slobodno plutaju svemirom koji nisu bili dovoljno masivni da mogu održavati fuziju vodonika. Međutim: (a) termin crni patuljak već je bio u upotrebi da se odnosi na hladnog belog patuljka; (b) crveni patuljci vrše fuziju vodonika; i (c) ovi objekti mogu biti sveti na vidljivim talasnim dužinama rano u svom životu. Zbog toga su predloženi alternativni nazivi za ove objekte, uključujući planetarne i podzvezdane. Goeine 1975, Džil Tarter je predložio termin „smeđi patuljak“, koristeći „smeđu“ kao približnu boju.[7][11][12]

Izraz „crni patuljak“ i dalje se odnosi na belog patuljka koji se ohladio do te mere da više ne emituje značajne količine svetlosti. Međutim, računa se da je vreme potrebno čak i da se beli patuljak najniže mase ohladi na ovu temperaturu duže od trenutne starosti svemira; stoga se očekuje da takvi objekti još uvek ne postoje.

Rane teorije koje se bave prirodom zvezda sa najmanjom masom i granicom sagorevanja vodonika sugerisale su da objekat populacije I sa masom manjom od 0,07 solarne mase (M) ili objekat populacije II sa manje od 0,09 0.09 M nikada neće proći kroz normalu zvezdanu evoluciju i postati potpuno degenerisana zvezda.[13] Prvi samokonsistentni proračun minimalne mase koja sagoreva vodonik potvrdio je vrednost između 0,07 i 0,08 Sunčeve mase za objekte populacije I.[14][15]

Vidi još uredi

Izvori uredi

  1. ^ Sorahana, S.; et al. (2013). „On the Radii of Brown Dwarfs Measured with AKARI Near-infrared Spectroscopy”. The Astrophysical Journal. 767 (1): 77. Bibcode:2013ApJ...767...77S. arXiv:1304.1259 . doi:10.1088/0004-637X/767/1/77 . „We find that the brown dwarf radius ranges between 0.64-1.13 RJ with an average radius of 0.83 RJ. 
  2. ^ Boss, Alan (3. 4. 2001). „Are They Planets or What?” (na jeziku: engleski). Carnegie Institution of Washington. Arhivirano iz originala 28. 09. 2006. g. Pristupljeno 8. 6. 2006. 
  3. ^ Boss, Alan (2001-04-03). „Are They Planets or What?”. Carnegie Institution of Washington. Arhivirano iz originala 2006-09-28. g. Pristupljeno 2006-06-08. 
  4. ^ a b Nicholos Wethington (6. 10. 2008). „Dense Exoplanet Creates Classification Calamity”. Universetoday.com. Pristupljeno 30. 1. 2013. 
  5. ^ a b v Burgasser, A. J. (jun 2008). „Brown dwarfs: Failed stars, super Jupiters” (PDF). Physics Today. 61 (6): 70—71. Bibcode:2008PhT....61f..70B. doi:10.1063/1.2947658. Arhivirano iz originala (PDF) 8. 5. 2013. g. Pristupljeno 11. 1. 2016. 
  6. ^ Cushing, Michael C. (2014), „Ultracool Objects: L, T, and Y Dwarfs”, Ur.: Joergens, Viki, 50 Years of Brown Dwarfs – From Prediction to Discovery to Forefront of Research, Astrophysics and Space Science Library, 401, Springer, str. 113—140, ISBN 978-3-319-01162-2, doi:10.1007/978-3-319-01162-2_7 
  7. ^ a b Cain, Fraser (6. 1. 2009). „If Brown Isn't a Color, What Color are Brown Dwarfs?”. Pristupljeno 24. 9. 2013. 
  8. ^ Burrows, A.; Hubbard, W.B.; Lunine, J.I.; Liebert, J. (2001). „The Theory of Brown Dwarfs and Extrasolar Giant Planets”. Reviews of Modern Physics. 73 (3): 719—765. Bibcode:2001RvMP...73..719B. S2CID 204927572. arXiv:astro-ph/0103383 . doi:10.1103/RevModPhys.73.719. 
  9. ^ Ian O'Neill (13. 9. 2011). „Violent Storms Rage on Nearby Brown Dwarf”. Seeker.com. 
  10. ^ Kumar, Shiv S. (1962). „Study of Degeneracy in Very Light Stars”. Astronomical Journal. 67: 579. Bibcode:1962AJ.....67S.579K. doi:10.1086/108658 . 
  11. ^ Tarter, Jill (2014), „Brown is Not a Color: Introduction of the Term 'Brown Dwarf', Ur.: Joergens, Viki, 50 Years of Brown Dwarfs – From Prediction to Discovery to Forefront of Research, Astrophysics and Space Science Library, 401, Springer, str. 19—24, ISBN 978-3-319-01162-2, doi:10.1007/978-3-319-01162-2_3 
  12. ^ Croswell, Ken (1999). Planet Quest: The Epic Discovery of Alien Solar Systems. Oxford University Press. str. 118—119. ISBN 9780192880833. 
  13. ^ Kumar, S. (1963). „The Structure of Stars of Very Low Mass”. Astrophysical Journal. 137: 1121. Bibcode:1963ApJ...137.1121K. doi:10.1086/147589. 
  14. ^ Hayashi, C.; Nakano, T. (1963). „Evolution of Stars of Small Masses in the Pre-Main-Sequence Stages”. Progress of Theoretical Physics. 30 (4): 460—474. Bibcode:1963PThPh..30..460H. doi:10.1143/PTP.30.460 . 
  15. ^ Nakano, Takenori (2014), „Pre-main Sequence Evolution and the Hydrogen-Burning Minimum Mass”, Ur.: Joergens, Viki, 50 Years of Brown Dwarfs – From Prediction to Discovery to Forefront of Research, Astrophysics and Space Science Library, 401, Springer, str. 5—17, ISBN 978-3-319-01162-2, doi:10.1007/978-3-319-01162-2_2 

Literatura uredi

Dodatna literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

Istorija uredi

  • S. S. Kumar, Low-Luminosity Stars. Gordon and Breach, London, 1969—an early overview paper on brown dwarfs
  • The Columbia Encyclopedia

Detalji uredi

Zvezde uredi