Kuo daugiau mokslininkų teorinių žinių ir techninių galimybių, tuo daugiau jie daro atradimų. Atrodytų, visi kosminiai objektai jau žinomi ir tereikia paaiškinti jų ypatybes. Tačiau kiekvieną kartą, kai astrofizikams kyla tokia mintis, Visata pateikia jiems dar vieną staigmeną. Tačiau dažnai tokios naujovės nuspėjamos teoriškai. Tarp šių objektų yra rudosios nykštukės. Iki 1995 m. jie egzistavo tik rašiklio gale.
Susipažinkime
Rudieji nykštukai yra gana neįprastos žvaigždės. Visi pagrindiniai jų parametrai labai skiriasi nuo mums žinomų šviestuvų charakteristikų, tačiau yra ir panašumų. Griežtai kalbant, ruda nykštukė yra subžvaigždinis objektas, jis užima tarpinę padėtį tarp tikrųjų šviesuolių ir planetų. Šie kosminiai kūnai turi palyginti nedidelę masę – nuo 12,57 iki 80,35 analogiško Jupiterio parametro. Jų viduriuose, kaip ir centruosekitų žvaigždžių, vyksta termobranduolinės reakcijos. Skirtumas tarp rudųjų nykštukų yra itin nereikšmingas vandenilio vaidmuo šiame procese. Tokios žvaigždės kaip kurą naudoja deuterį, borą, litį ir berilį. „Degalai“gana greitai baigiasi, rudasis nykštukas pradeda vėsti. Pasibaigus šiam procesui, jis tampa į planetą panašiu objektu. Taigi rudosios nykštukės yra žvaigždės, kurios niekada nepatenka į pagrindinę Hertzsprung-Russell diagramos seką.
Nematomi klajokliai
Šie įdomūs objektai išsiskiria keletu kitų puikių savybių. Tai klajojančios žvaigždės, nesusijusios su jokia galaktika. Teoriškai tokie kosminiai kūnai gali naršyti kosmoso platybėse daugybę milijonų metų. Tačiau viena reikšmingiausių jų savybių yra beveik visiškas spinduliuotės nebuvimas. Nenaudojant specialios įrangos tokio objekto pastebėti neįmanoma. Astrofizikai gana ilgą laiką neturėjo tinkamos įrangos.
Pirmieji atradimai
Stipriausia rudųjų nykštukų spinduliuotė patenka į infraraudonųjų spindulių spektro sritį. Tokių pėdsakų paieškas sėkmė vainikavo 1995 m., kai buvo aptiktas pirmasis toks objektas – Teidė 1. Jis priklauso M8 spektrinei klasei ir yra Plejadžių klasteryje. Tais pačiais metais 20 šviesmečių atstumu nuo Saulės buvo aptikta dar viena tokia žvaigždė – Gliese 229B. Jis sukasi aplink raudoną nykštuką Gliese 229A. Atradimai ėmė sekti vienas po kito. Iki šiol žinomadaugiau nei šimtas rudųjų nykštukų.
Skirtumai
Rudąsias nykštukes nėra lengva atpažinti, nes jos daugeliu atžvilgių yra panašios į planetas ir šviesias žvaigždes. Savo spinduliu jie vienu ar kitu laipsniu priartėja prie Jupiterio. Maždaug tokia pati šio parametro reikšmė išlieka visam rudųjų nykštukų masių diapazonui. Tokiomis sąlygomis tampa labai sunku atskirti jas nuo planetų.
Be to, ne visos tokio tipo nykštukai gali palaikyti termobranduolines reakcijas. Lengviausios iš jų (iki 13 Jupiterio masių) yra tokios š altos, kad jų gelmėse neįmanomi net procesai naudojant deuterį. Masyviausi labai greitai (kosminiu mastu – per 10 milijonų metų) atšąla ir taip pat tampa nebepajėgūs palaikyti termobranduolinių reakcijų. Mokslininkai rudosioms nykštukėms atskirti naudoja du pagrindinius metodus. Pirmasis yra tankio matavimas. Rudosios nykštukės pasižymi maždaug tomis pačiomis spindulio ir tūrio reikšmėmis, todėl kosminis kūnas, kurio masė yra 10 Jupiterių ir daugiau, greičiausiai priklauso šio tipo objektams.
Antras būdas – aptikti rentgeno ir infraraudonąją spinduliuotę. Tik rudieji nykštukai, kurių temperatūra nukrito iki planetos lygio (iki 1000 K), negali pasigirti tokia pastebima charakteristika.
Būdas atskirti nuo šviesių žvaigždžių
Nedidelės masės šviestuvas yra dar vienas objektas, nuo kurio gali būti sunku atskirti rudą nykštuką. Kas yra žvaigždė? Tai termobranduolinis katilas, kuriame viskas palaipsniui išdega.šviesos elementai. Vienas iš jų yra litis. Viena vertus, daugumos žvaigždžių gelmėse tai gana greitai baigiasi. Kita vertus, reakcijai, kurioje dalyvauja, reikalinga palyginti žema temperatūra. Pasirodo, objektas su ličio linijomis spektre greičiausiai priklauso rudųjų nykštukų klasei. Šis metodas turi savo apribojimus. Ličio dažnai yra jaunų žvaigždžių spektre. Be to, rudosios nykštukės gali išnaudoti visas šio elemento atsargas per pusę milijardo metų.
Metanas taip pat gali būti skiriamasis ženklas. Paskutiniame savo gyvavimo ciklo etape rudoji nykštukė yra žvaigždė, kurios temperatūra leidžia sukaupti įspūdingą kiekį. Kiti šviestuvai negali atvėsti iki tokios būsenos.
Norint atskirti rudąsias nykštukus ir žvaigždes, matuojamas ir jų ryškumas. Egzistencijos pabaigoje šviesuliai pritemsta. Nykštukai atvėsina visą „gyvybę“. Paskutiniame etape jie tampa tokie tamsūs, kad jų neįmanoma supainioti su žvaigždėmis.
Rudosios nykštukės: spektrinis tipas
Apibūdintų objektų paviršiaus temperatūra skiriasi priklausomai nuo masės ir amžiaus. Galimos reikšmės svyruoja nuo planetinių iki būdingų šalčiausioms M klasės žvaigždėms. Dėl šių priežasčių rudosioms nykštukėms iš pradžių buvo nustatyti du papildomi spektriniai tipai – L ir T. Be jų teoriškai egzistavo ir Y klasė. Iki šiol jos tikrovė buvo patvirtinta. Apsistokime ties kiekvienos klasės objektų charakteristikomis.
L klasė
Žvaigždės, priklausančios pirmajam minėtų tipui, skiriasi nuo ankstesnės klasės M atstovų ne tik titano oksido ir vanadžio, bet ir metalų hidridų sugėrimo juostomis. Būtent ši savybė leido išskirti naują L klasę. Taip pat kai kurių jai priklausančių rudųjų nykštukų spektre buvo rasta šarminių metalų ir jodo linijų. Iki 2005 m. buvo atrasta 400 tokių įrenginių.
T klasė
T nykštukams būdingas metano juostų buvimas artimojo infraraudonųjų spindulių diapazone. Panašios savybės anksčiau buvo aptiktos tik Saulės sistemos dujų milžinuose, taip pat Saturno mėnulyje Titane. Hidridai FeH ir CrH, būdingi L-nykštukams, T klasėje pakeičiami šarminiais metalais, tokiais kaip natris ir kalis.
Mokslininkų prielaidomis, tokių objektų masė turėtų būti palyginti nedidelė – ne daugiau kaip 70 Jupiterio masių. Rudos T formos nykštukai daugeliu atžvilgių yra panašūs į dujų milžinus. Būdinga jų paviršiaus temperatūra svyruoja nuo 700 iki 1300 K. Jei tokios rudos nykštukės kada nors pateks į fotoaparato objektyvą, nuotraukoje bus matyti rausvai melsvi objektai. Šis poveikis siejamas su natrio ir kalio, taip pat molekulinių junginių spektrų įtaka.
Y klasė
Paskutinis spektrinis tipas jau seniai egzistavo tik teoriškai. Tokių objektų paviršiaus temperatūra turi būti žemesnė nei 700 K, ty 400 ºС. Matomame diapazone tokių rudų nykštukų neaptinkama (nuotrauka visai neveiks).
Tačiau 2011 mAmerikiečių astrofizikai paskelbė atradę keletą panašių š altų objektų, kurių temperatūra svyruoja nuo 300 iki 500 K. Vienas iš jų, WISE 1541-2250, yra 13,7 šviesmečių atstumu nuo Saulės. Kito, WISE J1828+2650, paviršiaus temperatūra yra 25°C.
Saulės dvynys yra rudasis nykštukas
Istorija apie tokius įdomius kosminius objektus būtų neišsami, nepaminėjus Mirties žvaigždės. Taip vadinamas hipotetiškai egzistuojantis Saulės dvynys, kai kurių mokslininkų prielaidomis, esantis 50-100 astronominių vienetų atstumu nuo jos, už Orto debesies ribų. Pasak astrofizikų, tariamas objektas yra mūsų šviesulių pora ir praskrieja pro Žemę kas 26 milijonus metų.
Hipotezė susijusi su paleontologų Davido Raupo ir Jacko Sepkowskio prielaida apie periodišką masinį biologinių rūšių išnykimą mūsų planetoje. Tai buvo išreikšta 1984 m. Apskritai teorija yra gana prieštaringa, tačiau yra argumentų jos naudai.
Mirties žvaigždė yra vienas iš galimų šių išnykimų paaiškinimų. Panaši prielaida vienu metu kilo dviejose skirtingose astronomų grupėse. Jų skaičiavimais, Saulės dvynys turėtų judėti labai pailga orbita. Priartėdamas prie mūsų šviesulio, jis trikdo kometas, kurios dideliais kiekiais „gyvena“Oorto debesyje. Dėl to didėja jų susidūrimų su Žeme skaičius, o tai lemia organizmų mirtį.
„Mirties žvaigždė“, arba Nemezis, kaipjis taip pat vadinamas, tai gali būti ruda, b alta arba raudona nykštukė. Tačiau iki šiol šiam vaidmeniui tinkamų objektų nerasta. Yra pasiūlymų, kad Oorto debesies zonoje yra vis dar nežinoma milžiniška planeta, kuri veikia kometų orbitas. Jis pritraukia prie savęs ledo luitus, taip užkertant kelią galimam jų susidūrimui su Žeme, tai yra, jis visai neveikia kaip hipotetinė Mirties žvaigždė. Tačiau nėra ir Tychės planetos (tai yra Nemezio sesers) egzistavimo įrodymų.
Rudieji nykštukai yra palyginti nauji objektai astronomams. Dar daug informacijos apie juos reikia gauti ir išanalizuoti. Jau šiandien manoma, kad tokie objektai gali būti daugelio žinomų žvaigždžių palydovai. Sunkumai tiriant ir aptinkant šio tipo nykštukus nustato naują aukštą kartelę mokslinei įrangai ir teoriniam supratimui.
