Plus les connaissances théoriques et les capacités techniques des scientifiques augmentent, plus ils font de découvertes. Il semblerait que tous les objets spatiaux soient déjà connus et qu'il suffise d'expliquer leurs caractéristiques. Cependant, chaque fois que les astrophysiciens ont une telle pensée, l'Univers leur présente une autre surprise. Souvent, cependant, ces innovations sont prédites théoriquement. Ces objets comprennent des naines brunes. Jusqu'en 1995, ils n'existaient qu'à la pointe de la plume.
Faisons connaissance
Les naines brunes sont des étoiles plutôt inhabituelles. Tous leurs paramètres principaux sont très différents des caractéristiques des luminaires qui nous sont familiers, cependant, il existe des similitudes. À proprement parler, une naine brune est un objet substellaire, elle occupe une position intermédiaire entre les astres réels et les planètes. Ces corps cosmiques ont une masse relativement petite - de 12,57 à 80,35 du paramètre analogue de Jupiter. Dans leurs entrailles, comme dans les centresautres étoiles, des réactions thermonucléaires ont lieu. La différence entre les naines brunes est le rôle extrêmement insignifiant de l'hydrogène dans ce processus. Ces étoiles utilisent du deutérium, du bore, du lithium et du béryllium comme combustible. Le "carburant" s'épuise relativement rapidement et la naine brune commence à se refroidir. Une fois ce processus terminé, il devient un objet semblable à une planète. Ainsi, les naines brunes sont des étoiles qui ne tombent jamais sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell.
Vagabonds invisibles
Ces objets intéressants se distinguent par plusieurs autres caractéristiques remarquables. Ce sont des étoiles errantes qui ne sont associées à aucune galaxie. Théoriquement, de tels corps cosmiques peuvent parcourir les étendues de l'espace pendant plusieurs millions d'années. Cependant, l'une de leurs propriétés les plus importantes est l'absence presque totale de rayonnement. Il est impossible de remarquer un tel objet sans l'utilisation d'un équipement spécial. Les astrophysiciens n'ont pas eu de matériel adapté depuis assez longtemps.
Premières découvertes
Le rayonnement le plus fort des naines brunes tombe sur la région spectrale infrarouge. La recherche de telles traces a été couronnée de succès en 1995, avec la découverte du premier objet de ce type, Teide 1. Il appartient à la classe spectrale M8 et est situé dans l'amas des Pléiades. La même année, une autre étoile de ce type, Gliese 229B, a été découverte à une distance de 20 années-lumière du Soleil. Elle tourne autour de la naine rouge Gliese 229A. Les découvertes ont commencé à se succéder. A ce jour, il est connuplus d'une centaine de naines brunes.
Différences
Les naines brunes ne sont pas faciles à identifier en raison de leur ressemblance à bien des égards avec les planètes et les étoiles lumineuses. Dans leur rayon, ils se rapprochent de Jupiter à un degré ou à un autre. Approximativement la même valeur de ce paramètre reste pour toute la gamme de masses des naines brunes. Dans de telles conditions, il devient extrêmement difficile de les distinguer des planètes.
De plus, toutes les naines de ce type ne sont pas capables de supporter des réactions thermonucléaires. Les plus légers d'entre eux (jusqu'à 13 masses de Jupiter) sont si froids que même les processus utilisant du deutérium sont impossibles dans leurs profondeurs. Les plus massifs très rapidement (à l'échelle cosmique - en 10 millions d'années) se refroidissent et deviennent également incapables d'entretenir des réactions thermonucléaires. Les scientifiques utilisent deux méthodes principales pour distinguer les naines brunes. Le premier est la mesure de la densité. Les naines brunes sont caractérisées par approximativement les mêmes valeurs de rayon et de volume, et donc un corps cosmique avec une masse de 10 Jupiters et plus appartient très probablement à ce type d'objet.
La deuxième méthode consiste à détecter les rayons X et le rayonnement infrarouge. Seules les naines brunes, dont la température a chuté au niveau planétaire (jusqu'à 1000 K), ne peuvent pas se vanter d'une caractéristique aussi notable.
La façon de distinguer les étoiles lumineuses
Un luminaire avec une petite masse est un autre objet dont il peut être difficile de distinguer une naine brune. Qu'est-ce qu'une étoile ? Il s'agit d'une chaudière thermonucléaire, où tout brûle progressivement.éléments légers. L'un d'eux est le lithium. D'une part, dans les profondeurs de la plupart des étoiles, cela se termine assez rapidement. D'autre part, une température relativement basse est requise pour la réaction avec sa participation. Il s'avère que l'objet avec des raies de lithium dans le spectre appartient probablement à la classe des naines brunes. Cette méthode a ses limites. Le lithium est souvent présent dans le spectre des jeunes étoiles. De plus, les naines brunes peuvent épuiser toutes les réserves de cet élément en un demi-milliard d'années.
Le méthane peut aussi être une caractéristique. Dans les dernières étapes de son cycle de vie, une naine brune est une étoile dont la température lui permet d'accumuler une quantité impressionnante. Les autres luminaires ne peuvent pas se refroidir dans un tel état.
Pour distinguer les naines brunes des étoiles, leur luminosité est également mesurée. Les luminaires s'éteignent à la fin de leur existence. Les nains refroidissent toute "vie". Aux stades finaux, ils deviennent si sombres qu'il est impossible de les confondre avec des étoiles.
Naines brunes: type spectral
La température de surface des objets décrits varie en fonction de la masse et de l'âge. Les valeurs possibles vont des planétaires à celles caractéristiques des étoiles les plus froides de classe M. Pour ces raisons, deux types spectraux supplémentaires, L et T, ont été identifiés à l'origine pour les naines brunes. En plus d'eux, la classe Y existait également en théorie. A ce jour, sa réalité a été confirmée. Arrêtons-nous sur les caractéristiques des objets de chacune des classes.
Classe L
Les étoiles appartenant au premier type de celles mentionnées diffèrent des représentants de la classe M précédente par la présence de bandes d'absorption non seulement d'oxyde de titane et de vanadium, mais aussi d'hydrures métalliques. C'est cette caractéristique qui a permis de distinguer une nouvelle classe L. De plus, des raies de métaux alcalins et d'iode ont été trouvées dans le spectre de certaines naines brunes lui appartenant. En 2005, 400 installations de ce type avaient été découvertes.
Classe T
Les naines T sont caractérisées par la présence de bandes de méthane dans le proche infrarouge. Des propriétés similaires n'étaient auparavant trouvées que dans les géantes gazeuses du système solaire, ainsi que dans la lune Titan de Saturne. Les hydrures FeH et CrH, caractéristiques des naines L, sont remplacés dans la classe T par des métaux alcalins tels que le sodium et le potassium.
Selon les hypothèses des scientifiques, ces objets devraient avoir une masse relativement faible - pas plus de 70 masses de Jupiter. Les naines brunes en T ressemblent à bien des égards aux géantes gazeuses. Leur température de surface caractéristique varie de 700 à 1300 K. Si jamais de telles naines brunes tombent dans l'objectif de l'appareil photo, la photo montrera des objets bleu rosé. Cet effet est associé à l'influence des spectres du sodium et du potassium, ainsi que des composés moléculaires.
Classe Y
Le dernier type spectral n'a longtemps existé qu'en théorie. La température de surface de ces objets doit être inférieure à 700 K, c'est-à-dire 400 ºС. Dans le visible, ces naines brunes ne sont pas détectées (la photo ne fonctionnera pas du tout).
Cependant, en 2011Des astrophysiciens américains ont annoncé la découverte de plusieurs objets froids similaires avec des températures allant de 300 à 500 K. L'un d'eux, WISE 1541-2250, est situé à une distance de 13,7 années-lumière du Soleil. L'autre, WISE J1828+2650, a une température de surface de 25°C.
Le jumeau du soleil est une naine brune
Une histoire sur des objets spatiaux aussi intéressants serait incomplète sans mentionner l'étoile de la mort. C'est le nom du jumeau hypothétiquement existant du Soleil, selon les hypothèses de certains scientifiques, situé à une distance de 50 à 100 unités astronomiques de celui-ci, en dehors du nuage d'Oort. Selon les astrophysiciens, l'objet présumé est une paire de notre luminaire et passe près de la Terre tous les 26 millions d'années.
L'hypothèse est liée à l'hypothèse des paléontologues David Raup et Jack Sepkowski sur l'extinction massive périodique d'espèces biologiques sur notre planète. Il a été exprimé en 1984. En général, la théorie est plutôt controversée, mais il y a des arguments en sa faveur.
L'étoile de la mort est une explication possible de ces extinctions. Une hypothèse similaire est apparue simultanément dans deux groupes différents d'astronomes. Selon leurs calculs, le jumeau du Soleil devrait se déplacer sur une orbite très allongée. A l'approche de notre astre, il perturbe les comètes, en grand nombre "habitant" le nuage d'Oort. En conséquence, le nombre de leurs collisions avec la Terre augmente, ce qui entraîne la mort d'organismes.
"Death Star", ou Nemesis, commeon l'appelle aussi, il peut s'agir d'une naine brune, blanche ou rouge. À ce jour, cependant, aucun objet adapté à ce rôle n'a été trouvé. Il y a des suggestions que dans la zone du nuage d'Oort il y a une planète géante encore inconnue qui affecte les orbites des comètes. Il attire les blocs de glace vers lui, empêchant ainsi leur éventuelle collision avec la Terre, c'est-à-dire qu'il n'agit pas du tout comme l'hypothétique étoile de la mort. Cependant, il n'y a aucune preuve de l'existence de la planète Tyche (c'est-à-dire la sœur de Nemesis).
Les naines brunes sont des objets relativement nouveaux pour les astronomes. Il reste encore beaucoup d'informations à leur sujet à obtenir et à analyser. On suppose déjà aujourd'hui que de tels objets peuvent être les compagnons de nombreuses étoiles connues. Les difficultés de recherche et de détection de ce type de nains placent la barre haute pour l'équipement scientifique et la compréhension théorique.
