Что такое коричневые карлики и почему их называют «неудавшимися звездами»

Коричневые карлики — это уникальные космические объекты, которые астрофизики часто называют «неудавшимися звездами». Они занимают промежуточное положение между гигантскими планетами (как Юпитер) и маленькими звездами.

Почему их называют «неудавшимися»?

Чтобы объект стал полноценной звездой, в его ядре должен начаться процесс термоядерного синтеза — превращение водорода в гелий. Для этого требуется колоссальное давление и температура (минимум около 3 миллионов градусов Цельсия), которые создаются собственной гравитацией объекта.

• Звезды: Имеют достаточную массу (примерно от 80 масс Юпитера), чтобы запустить термоядерную реакцию. Они светят сами за счет внутреннего нагрева.
• Планеты: Не имеют массы для запуска синтеза. Они светят только отраженным светом.
• Коричневые карлики (13–80 масс Юпитера): Их массы недостаточно для поддержания стабильной реакции горения водорода. Однако они слишком массивны, чтобы быть просто планетами.

Они «не удались» как звезды, потому что их «топливный бак» слишком мал. Они могут на короткое время запустить синтез дейтерия (тяжелого водорода) в самом начале своей жизни, но этот процесс быстро затухает. После этого коричневый карлик просто медленно остывает и тускнеет в течение миллиардов лет.

Физические особенности

1. Цвет: Несмотря на название, они не коричневые. Из-за температуры их поверхности (от 300 до 2500 градусов Цельсия) они светятся инфракрасным излучением. В видимом спектре они могут казаться темно-пурпурными, красными или почти черными.
2. Размер: По объему они сопоставимы с планетой Юпитер, но могут быть в десятки раз тяжелее. Из-за этого их гравитация настолько сильна, что вещество внутри находится в состоянии вырожденного газа.
3. Атмосфера: В их атмосферах астрономы находят необычные вещества, которые редко встречаются на Земле в свободном виде, например, расплавленный железо-никелевый дождь или облака из силикатов (песчаные облака).

Почему это важно для науки?

Изучение коричневых карликов помогает ученым понять границу между планетами и звездами. Кроме того, поскольку они живут невероятно долго и почти не меняют свою яркость, они служат отличными «лабораториями» для изучения атмосфер экзопланет за пределами нашей Солнечной системы.