Semakin banyak pengetahuan teoretis dan kemampuan teknis ilmuwan, semakin banyak penemuan yang mereka buat. Tampaknya semua benda luar angkasa sudah diketahui dan hanya perlu menjelaskan fitur-fiturnya. Namun, setiap kali astrofisikawan memiliki pemikiran seperti itu, Semesta memberi mereka kejutan lain. Namun, seringkali inovasi semacam itu diprediksi secara teoritis. Objek-objek ini termasuk katai coklat. Sampai tahun 1995, mereka hanya ada di ujung pena.
Mari berkenalan
Katai coklat adalah bintang yang agak tidak biasa. Semua parameter utama mereka sangat berbeda dari karakteristik tokoh-tokoh yang kita kenal, namun, ada kesamaan. Sebenarnya, katai coklat adalah objek subbintang, ia menempati posisi perantara antara tokoh-tokoh dan planet-planet yang sebenarnya. Benda-benda kosmik ini memiliki massa yang relatif kecil - dari 12,57 hingga 80,35 dari parameter analog Jupiter. Di perut mereka, seperti di pusatbintang lain, reaksi termonuklir berlangsung. Perbedaan antara katai coklat adalah peran hidrogen yang sangat tidak signifikan dalam proses ini. Bintang seperti itu menggunakan deuterium, boron, litium, dan berilium sebagai bahan bakar. "Bahan bakar" relatif cepat habis, dan katai coklat mulai mendingin. Setelah proses ini selesai, itu menjadi objek seperti planet. Jadi, katai coklat adalah bintang yang tidak pernah jatuh pada deret utama diagram Hertzsprung-Russell.
Pengembara Tak Terlihat
Objek menarik ini dibedakan oleh beberapa karakteristik luar biasa lainnya. Mereka adalah bintang pengembara yang tidak terkait dengan galaksi mana pun. Secara teoritis, benda-benda kosmik semacam itu dapat menjelajahi ruang angkasa selama jutaan tahun. Namun, salah satu sifat mereka yang paling signifikan adalah hampir tidak adanya radiasi. Tidak mungkin untuk melihat objek seperti itu tanpa menggunakan peralatan khusus. Ahli astrofisika belum memiliki peralatan yang cocok untuk waktu yang cukup lama.
Penemuan pertama
Radiasi katai coklat yang paling kuat jatuh pada daerah spektrum inframerah. Pencarian jejak tersebut dimahkotai dengan sukses pada tahun 1995, ketika objek pertama ditemukan, Teide 1. Itu milik kelas spektral M8 dan terletak di cluster Pleiades. Pada tahun yang sama, bintang serupa lainnya, Gliese 229B, ditemukan pada jarak 20 tahun cahaya dari Matahari. Ini berputar di sekitar katai merah Gliese 229A. Penemuan mulai mengikuti satu demi satu. Sampai saat ini diketahuilebih dari seratus katai coklat.
Perbedaan
Katai coklat tidak mudah diidentifikasi karena kemiripannya dalam banyak hal dengan planet dan bintang ringan. Dalam radius mereka, mereka mendekati Jupiter sampai tingkat tertentu. Kira-kira nilai yang sama dari parameter ini tetap untuk seluruh rentang massa katai coklat. Dalam kondisi seperti itu, menjadi sangat sulit untuk membedakan mereka dari planet.
Selain itu, tidak semua kurcaci jenis ini mampu mendukung reaksi termonuklir. Yang paling ringan dari mereka (hingga 13 massa Jupiter) sangat dingin sehingga bahkan proses menggunakan deuterium tidak mungkin dilakukan di kedalamannya. Yang paling masif dengan sangat cepat (dalam skala kosmik - dalam 10 juta tahun) mendingin dan juga menjadi tidak mampu mempertahankan reaksi termonuklir. Para ilmuwan menggunakan dua metode utama untuk membedakan katai coklat. Yang pertama adalah pengukuran kepadatan. Katai coklat dicirikan oleh nilai jari-jari dan volume yang kira-kira sama, dan oleh karena itu benda kosmik dengan massa 10 Jupiter ke atas kemungkinan besar termasuk dalam jenis objek ini.
Cara kedua adalah mendeteksi radiasi sinar-x dan inframerah. Hanya katai coklat, yang suhunya telah turun ke tingkat planet (hingga 1000 K), yang tidak dapat membanggakan karakteristik yang begitu mencolok.
Cara membedakan dari bintang terang
Seorang termasyhur dengan massa kecil adalah objek lain yang sulit untuk membedakan katai coklat. Apa itu bintang? Ini adalah ketel termonuklir, di mana semuanya secara bertahap terbakar.elemen ringan. Salah satunya adalah litium. Di satu sisi, di kedalaman sebagian besar bintang, itu berakhir agak cepat. Di sisi lain, suhu yang relatif rendah diperlukan untuk reaksi dengan partisipasinya. Ternyata objek dengan garis litium dalam spektrumnya mungkin termasuk dalam kelas katai coklat. Metode ini memiliki keterbatasan. Lithium sering hadir dalam spektrum bintang muda. Selain itu, katai coklat dapat menghabiskan semua cadangan elemen ini dalam jangka waktu setengah miliar tahun.
Metana juga bisa menjadi ciri khas. Pada tahap akhir siklus hidupnya, katai coklat adalah bintang yang suhunya memungkinkannya mengakumulasi jumlah yang mengesankan. Tokoh-tokoh lain tidak bisa tenang dalam keadaan seperti itu.
Untuk membedakan antara katai coklat dan bintang, kecerahannya juga diukur. Tokoh-tokoh meredup di akhir keberadaan mereka. Kurcaci mendinginkan semua "kehidupan". Pada tahap akhir, mereka menjadi sangat gelap sehingga tidak mungkin membingungkan mereka dengan bintang.
Katai coklat: tipe spektral
Suhu permukaan objek yang dijelaskan bervariasi tergantung pada massa dan usia. Nilai yang mungkin berkisar dari planet hingga karakteristik bintang kelas M terdingin. Untuk alasan ini, dua tipe spektral tambahan, L dan T, awalnya diidentifikasi untuk katai coklat. Selain itu, kelas Y juga ada dalam teori. Sampai saat ini, realitasnya telah dikonfirmasi. Mari kita membahas karakteristik objek dari masing-masing kelas.
Kelas L
Bintang yang termasuk tipe pertama dari yang disebutkan berbeda dari perwakilan kelas M sebelumnya dengan adanya pita serapan tidak hanya dari titanium oksida dan vanadium, tetapi juga hidrida logam. Fitur inilah yang memungkinkan untuk membedakan kelas baru L. Juga, garis logam alkali dan yodium ditemukan dalam spektrum beberapa katai coklat yang termasuk di dalamnya. Pada tahun 2005, 400 fasilitas seperti itu telah ditemukan.
Kelas T
T-kurcaci dicirikan oleh adanya pita metana dalam kisaran inframerah dekat. Sifat serupa sebelumnya hanya ditemukan di raksasa gas tata surya, serta bulan Saturnus, Titan. Hidrida FeH dan CrH, karakteristik L-kurcaci, digantikan di kelas-T oleh logam alkali seperti natrium dan kalium.
Menurut asumsi para ilmuwan, objek semacam itu seharusnya memiliki massa yang relatif kecil - tidak lebih dari 70 massa Jupiter. Katai T coklat mirip dalam banyak hal dengan raksasa gas. Suhu permukaan karakteristik mereka bervariasi dari 700 hingga 1300 K. Jika katai coklat seperti itu pernah jatuh ke lensa kamera, foto akan menunjukkan objek biru-merah muda. Efek ini terkait dengan pengaruh spektrum natrium dan kalium, serta senyawa molekul.
Kelas Y
Jenis spektral terakhir telah lama ada hanya dalam teori. Suhu permukaan benda-benda tersebut harus di bawah 700 K, yaitu 400. Dalam rentang yang terlihat, katai coklat seperti itu tidak terdeteksi (foto tidak akan berfungsi sama sekali).
Namun, pada tahun 2011Ahli astrofisika Amerika mengumumkan penemuan beberapa benda dingin serupa dengan suhu berkisar antara 300 hingga 500 K. Salah satunya, WISE 1541-2250, terletak pada jarak 13,7 tahun cahaya dari Matahari. Yang lainnya, WISE J1828+2650, memiliki suhu permukaan 25°C.
Si kembar matahari adalah katai coklat
Kisah tentang objek luar angkasa yang begitu menarik tidak akan lengkap tanpa menyebutkan Death Star. Ini adalah nama kembaran Matahari yang ada secara hipotetis, menurut asumsi beberapa ilmuwan, yang terletak pada jarak 50-100 unit astronomi darinya, di luar awan Oort. Menurut astrofisikawan, objek yang diduga adalah sepasang bintang kita dan melewati Bumi setiap 26 juta tahun.
Hipotesis ini terkait dengan asumsi ahli paleontologi David Raup dan Jack Sepkowski tentang kepunahan massal spesies biologis secara berkala di planet kita. Hal itu diungkapkan pada tahun 1984. Secara umum, teorinya agak kontroversial, tetapi ada argumen yang mendukungnya.
The Death Star adalah salah satu penjelasan yang mungkin untuk kepunahan ini. Asumsi serupa muncul secara bersamaan di dua kelompok astronom yang berbeda. Menurut perhitungan mereka, kembaran Matahari harus bergerak di sepanjang orbit yang sangat memanjang. Ketika mendekati termasyhur kita, itu mengganggu komet, dalam jumlah besar "menghuni" awan Oort. Akibatnya, jumlah tumbukan mereka dengan Bumi meningkat, yang menyebabkan kematian organisme.
"Bintang Kematian", atau Nemesis, sebagaiitu juga disebut, itu bisa menjadi katai coklat, putih atau merah. Namun, hingga saat ini, tidak ada objek yang cocok untuk peran ini yang ditemukan. Ada dugaan bahwa di zona awan Oort ada planet raksasa yang masih belum diketahui yang mempengaruhi orbit komet. Ini menarik balok es ke dirinya sendiri, sehingga mencegah kemungkinan tabrakan dengan Bumi, yaitu, ia tidak bertindak sama sekali seperti Bintang Kematian hipotetis. Namun, tidak ada bukti keberadaan planet Tyche (yaitu, saudara perempuan Nemesis).
Katai coklat adalah objek yang relatif baru bagi para astronom. Masih banyak informasi tentang mereka yang harus diperoleh dan dianalisis. Sudah diasumsikan hari ini bahwa benda-benda tersebut dapat menjadi teman dari banyak bintang yang dikenal. Kesulitan dalam meneliti dan mendeteksi jenis kerdil ini menetapkan standar tinggi baru untuk peralatan ilmiah dan pemahaman teoretis.
