Các nhà khoa học càng có nhiều kiến thức lý thuyết và khả năng kỹ thuật thì họ càng có nhiều khám phá. Có vẻ như tất cả các đối tượng không gian đã được biết đến và chỉ cần giải thích các tính năng của chúng. Tuy nhiên, mỗi khi các nhà vật lý thiên văn có suy nghĩ như vậy, thì Vũ trụ lại mang đến cho họ một bất ngờ khác. Tuy nhiên, thông thường, những đổi mới như vậy được dự đoán về mặt lý thuyết. Những vật thể này bao gồm các sao lùn nâu. Cho đến năm 1995, chúng chỉ tồn tại ở đầu bút.
Cùng làm quen nào
Sao lùn nâu là những ngôi sao khá bất thường. Tất cả các thông số chính của chúng rất khác với đặc điểm của các bộ đèn quen thuộc với chúng ta, tuy nhiên, có những điểm tương đồng. Nói một cách chính xác, sao lùn nâu là một vật thể dưới sao, nó chiếm vị trí trung gian giữa các hành tinh và ánh sáng thực tế. Những thiên thể vũ trụ này có khối lượng tương đối nhỏ - từ 12,57 đến 80,35 thông số tương tự của Sao Mộc. Trong ruột của họ, cũng như ở các trung tâmsao khác, phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Sự khác biệt giữa các sao lùn nâu là vai trò cực kỳ không đáng kể của hydro trong quá trình này. Những ngôi sao như vậy sử dụng deuterium, boron, lithium và berili làm nhiên liệu. "Nhiên liệu" cạn kiệt tương đối nhanh và ngôi sao lùn nâu bắt đầu nguội đi. Sau khi quá trình này hoàn thành, nó trở thành một vật thể giống như hành tinh. Do đó, sao lùn nâu là những ngôi sao không bao giờ rơi trên dãy chính của biểu đồ Hertzsprung-Russell.
Những kẻ lang thang vô hình
Những vật thể thú vị này được phân biệt bởi một số đặc điểm đáng chú ý khác. Chúng là những ngôi sao lang thang không liên kết với bất kỳ thiên hà nào. Về mặt lý thuyết, những thiên thể vũ trụ như vậy có thể lướt trên những khoảng không gian rộng lớn trong nhiều triệu năm. Tuy nhiên, một trong những đặc tính quan trọng nhất của chúng là sự vắng mặt gần như hoàn toàn của bức xạ. Không thể nhận thấy một đối tượng như vậy nếu không sử dụng thiết bị đặc biệt. Các nhà vật lý thiên văn đã không có thiết bị phù hợp trong một thời gian khá dài.
Khám phá đầu tiên
Bức xạ mạnh nhất của sao lùn nâu rơi vào vùng quang phổ hồng ngoại. Việc tìm kiếm những dấu vết như vậy đã thành công rực rỡ vào năm 1995, khi vật thể đầu tiên như vậy, Teide 1, được phát hiện, nó thuộc lớp quang phổ M8 và nằm trong cụm sao Pleiades. Cùng năm đó, một ngôi sao khác như vậy, Gliese 229B, được phát hiện ở khoảng cách 20 năm ánh sáng từ Mặt trời. Nó xoay quanh sao lùn đỏ Gliese 229A. Những khám phá bắt đầu nối tiếp nhau. Đến nay nó được biết đếnhơn một trăm sao lùn nâu.
Khác biệt
Sao lùn nâu không dễ xác định vì chúng có nhiều điểm giống với các hành tinh và các ngôi sao ánh sáng. Trong bán kính của mình, chúng tiếp cận Sao Mộc ở mức độ này hay mức độ khác. Khoảng giá trị tương tự của tham số này vẫn giữ nguyên cho toàn bộ phạm vi khối lượng của sao lùn nâu. Trong điều kiện như vậy, việc phân biệt chúng với các hành tinh trở nên cực kỳ khó khăn.
Bên cạnh đó, không phải tất cả các sao lùn thuộc loại này đều có thể hỗ trợ phản ứng nhiệt hạch. Vật nhẹ nhất trong số chúng (có khối lượng bằng 13 sao Mộc) lạnh đến mức ngay cả các quá trình sử dụng đơteri cũng không thể thực hiện được ở độ sâu của chúng. Khối lượng lớn nhất rất nhanh chóng (trên quy mô vũ trụ - trong 10 triệu năm) nguội đi và cũng không còn khả năng duy trì các phản ứng nhiệt hạch. Các nhà khoa học sử dụng hai phương pháp chính để phân biệt sao lùn nâu. Đầu tiên là đo mật độ. Các sao lùn nâu được đặc trưng bởi các giá trị bán kính và thể tích xấp xỉ bằng nhau, và do đó, một thiên thể vũ trụ có khối lượng bằng 10 sao Mộc trở lên rất có thể thuộc loại vật thể này.
Cách thứ hai là phát hiện bức xạ tia X và tia hồng ngoại. Chỉ những sao lùn nâu, có nhiệt độ giảm xuống mức hành tinh (lên tới 1000 K), mới không thể tự hào về đặc điểm đáng chú ý như vậy.
Cách phân biệt với các vì sao sáng
Một vật phát sáng có khối lượng nhỏ là một vật thể khác mà từ đó khó có thể phân biệt được sao lùn nâu. Một ngôi sao là gì? Đây là một lò hơi nhiệt hạch, nơi mọi thứ dần dần bị đốt cháy.các yếu tố ánh sáng. Một trong số đó là liti. Mặt khác, ở độ sâu của hầu hết các ngôi sao, nó kết thúc khá nhanh. Mặt khác, nhiệt độ tương đối thấp là cần thiết cho phản ứng có sự tham gia của nó. Hóa ra vật thể có vạch liti trong quang phổ có lẽ thuộc lớp sao lùn nâu. Phương pháp này có những hạn chế của nó. Lithium thường có mặt trong quang phổ của các ngôi sao trẻ. Ngoài ra, sao lùn nâu có thể làm cạn kiệt toàn bộ trữ lượng của nguyên tố này trong khoảng thời gian nửa tỷ năm.
Mêtan cũng có thể là một dấu hiệu. Trong giai đoạn cuối của vòng đời, sao lùn nâu là một ngôi sao có nhiệt độ cho phép nó tích lũy một lượng ấn tượng. Các đèn chiếu sáng khác không thể giảm xuống trạng thái như vậy.
Để phân biệt giữa sao lùn nâu và sao, người ta cũng đo độ sáng của chúng. Ánh sáng mờ dần khi kết thúc sự tồn tại của chúng. Những chú lùn hạ nhiệt mọi "cuộc đời". Ở giai đoạn cuối, chúng trở nên tối đến mức không thể nhầm chúng với các vì sao.
Sao lùn nâu: loại quang phổ
Nhiệt độ bề mặt của các đối tượng được mô tả thay đổi tùy theo khối lượng và độ tuổi. Các giá trị có thể nằm trong khoảng từ hành tinh đến các đặc điểm của sao lạnh nhất lớp M. Vì những lý do này, hai loại quang phổ bổ sung, L và T, ban đầu được xác định cho các sao lùn nâu. Ngoài chúng, lớp Y cũng tồn tại trên lý thuyết. Đến nay, thực tế của nó đã được xác nhận. Hãy đi sâu vào các đặc điểm của các đối tượng của mỗi lớp.
Lớp L
Các ngôi sao thuộc loại đầu tiên được đề cập khác với các đại diện của lớp M trước đó bởi sự hiện diện của các dải hấp thụ không chỉ của oxit titan và vanadi, mà còn của các hyđrua kim loại. Chính đặc điểm này đã làm cho nó có thể phân biệt một lớp mới L. Ngoài ra, các vạch của kim loại kiềm và iot đã được tìm thấy trong quang phổ của một số sao lùn nâu thuộc nó. Đến năm 2005, 400 cơ sở như vậy đã được phát hiện.
Lớp T
T-lùn được đặc trưng bởi sự hiện diện của các dải metan trong phạm vi hồng ngoại gần. Các đặc tính tương tự trước đây chỉ được tìm thấy trong các khối khí khổng lồ của hệ mặt trời, cũng như mặt trăng Titan của sao Thổ. Các hyđrua FeH và CrH, đặc trưng của sao lùn L, đang được thay thế trong nhóm T bằng các kim loại kiềm như natri và kali.
Theo giả định của các nhà khoa học, những vật thể như vậy phải có khối lượng tương đối nhỏ - không quá 70 khối lượng Sao Mộc. Các sao lùn nâu T có nhiều điểm tương tự như khí khổng lồ. Nhiệt độ bề mặt đặc trưng của chúng thay đổi từ 700 đến 1300 K. Nếu những ngôi sao lùn nâu như vậy rơi vào ống kính máy ảnh, bức ảnh sẽ hiển thị các vật thể màu xanh hồng. Hiệu ứng này có liên quan đến ảnh hưởng của quang phổ của natri và kali, cũng như các hợp chất phân tử.
Lớp Y
Loại quang phổ cuối cùng từ lâu chỉ tồn tại trên lý thuyết. Nhiệt độ bề mặt của những vật như vậy phải dưới 700 K, tức là 400 ºС. Trong phạm vi có thể nhìn thấy, những ngôi sao lùn nâu như vậy không được phát hiện (ảnh sẽ hoàn toàn không hoạt động).
Tuy nhiên, vào năm 2011Các nhà vật lý thiên văn Mỹ đã công bố phát hiện ra một số vật thể lạnh tương tự có nhiệt độ từ 300 đến 500 K. Một trong số chúng, WISE 1541-2250, nằm cách Mặt trời 13,7 năm ánh sáng. Cái còn lại, WISE J1828 + 2650, có nhiệt độ bề mặt là 25 ° C.
Song sinh của mặt trời là sao lùn nâu
Một câu chuyện về các vật thể không gian thú vị như vậy sẽ không đầy đủ nếu không nhắc đến Death Star. Theo giả thiết của một số nhà khoa học, đây là tên của một song sinh giả thuyết tồn tại của Mặt trời, nằm ở khoảng cách 50-100 đơn vị thiên văn so với nó, bên ngoài đám mây Oort. Theo các nhà vật lý thiên văn, vật thể bị cáo buộc là một cặp vật thể sáng của chúng ta và đi ngang qua Trái đất mỗi 26 triệu năm.
Giả thuyết có liên quan đến giả định của các nhà cổ sinh vật học David Raup và Jack Sepkowski về sự tuyệt chủng hàng loạt định kỳ của các loài sinh vật trên hành tinh của chúng ta. Nó được thể hiện vào năm 1984. Nói chung, lý thuyết này còn khá nhiều tranh cãi, nhưng cũng có những lập luận ủng hộ nó.
Death Star là một trong những lời giải thích khả dĩ cho những sự tuyệt chủng này. Một giả định tương tự đã nảy sinh đồng thời ở hai nhóm nhà thiên văn học khác nhau. Theo tính toán của họ, cặp song sinh của Mặt trời sẽ di chuyển dọc theo một quỹ đạo rất dài. Khi đến gần điểm sáng của chúng ta, nó đảo lộn sao chổi, với số lượng lớn "cư ngụ" trên đám mây Oort. Do đó, số vụ va chạm của chúng với Trái đất tăng lên, dẫn đến cái chết của các sinh vật.
"Death Star", hoặc Nemesis, nhưnó còn được gọi là sao lùn nâu, trắng hoặc đỏ. Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa tìm thấy đối tượng nào phù hợp với vai trò này. Có ý kiến cho rằng trong vùng của đám mây Oort có một hành tinh khổng lồ vẫn chưa được biết đến có ảnh hưởng đến quỹ đạo của sao chổi. Nó thu hút các khối băng về phía mình, do đó ngăn chặn sự va chạm có thể xảy ra của chúng với Trái đất, nghĩa là, nó không hoạt động giống như Death Star trong giả thuyết. Tuy nhiên, cũng không có bằng chứng nào về sự tồn tại của hành tinh Tyche (tức là em gái của Nemesis).
Sao lùn nâu là vật thể tương đối mới đối với các nhà thiên văn học. Vẫn còn rất nhiều thông tin về chúng cần được thu thập và phân tích. Ngày nay người ta đã giả định rằng những vật thể như vậy có thể là bạn đồng hành của nhiều ngôi sao đã biết. Những khó khăn khi nghiên cứu và phát hiện loại sao lùn này đã đặt ra một tiêu chuẩn cao mới cho thiết bị khoa học và hiểu biết lý thuyết.
