Jo vairāk kļūst zinātnieku teorētiskās zināšanas un tehniskās iespējas, jo vairāk atklājumu viņi izdara. Šķiet, ka visi kosmosa objekti jau ir zināmi un atliek tikai izskaidrot to īpašības. Tomēr katru reizi, kad astrofiziķiem rodas šāda doma, Visums viņiem sagādā vēl vienu pārsteigumu. Taču nereti šādas inovācijas tiek prognozētas teorētiski. Šie objekti ietver brūnos pundurus. Līdz 1995. gadam tie pastāvēja tikai pildspalvas galā.
Iepazīstamies
Brūnie punduri ir diezgan neparastas zvaigznes. Visi to galvenie parametri ļoti atšķiras no mums pazīstamo gaismekļu īpašībām, tomēr ir līdzības. Stingri sakot, brūnais punduris ir zemzvaigžņu objekts, tas ieņem starpstāvokli starp faktiskajiem gaismekļiem un planētām. Šiem kosmiskajiem ķermeņiem ir salīdzinoši maza masa - no 12,57 līdz 80,35 no analogā Jupitera parametra. Viņu zarnās, tāpat kā centroscitas zvaigznes, notiek kodoltermiskās reakcijas. Atšķirība starp brūnajiem punduriem ir ūdeņraža ārkārtīgi nenozīmīgā loma šajā procesā. Šādas zvaigznes kā degvielu izmanto deitēriju, boru, litiju un beriliju. "Degviela" beidzas salīdzinoši ātri, un brūnais punduris sāk atdzist. Kad šis process ir pabeigts, tas kļūst par planētai līdzīgu objektu. Tādējādi brūnie punduri ir zvaigznes, kas nekad neietilpst Hertzprung-Russell diagrammas galvenajā secībā.
Neredzamie klejotāji
Šie interesanti objekti izceļas ar vairākām citām ievērojamām īpašībām. Tās ir klejojošas zvaigznes, kas nav saistītas ar nevienu galaktiku. Teorētiski šādi kosmiskie ķermeņi var sērfot pa kosmosa plašumiem daudzus miljonus gadu. Tomēr viena no to nozīmīgākajām īpašībām ir gandrīz pilnīga starojuma neesamība. Šādu objektu nav iespējams pamanīt, neizmantojot īpašu aprīkojumu. Astrofiziķiem jau ilgu laiku nav bijis piemērota aprīkojuma.
Pirmie atklājumi
Spēcīgākais brūno punduru starojums krīt uz infrasarkano spektra apgabalu. Šādu pēdu meklēšana vainagojās panākumiem 1995. gadā, kad tika atklāts pirmais šāds objekts Teide 1. Tas pieder pie M8 spektrālās klases un atrodas Pleiādes klasterī. Tajā pašā gadā 20 gaismas gadu attālumā no Saules tika atklāta cita šāda zvaigzne Gliese 229B. Tas griežas ap sarkano punduri Gliese 229A. Atklājumi sāka sekot viens pēc otra. Līdz šim ir zināmsvairāk nekā simts brūno punduru.
Atšķirības
Brūnos pundurus nav viegli identificēt, jo tie daudzējādā ziņā ir līdzīgi planētām un gaišajām zvaigznēm. Savā rādiusā viņi vienā vai otrā pakāpē tuvojas Jupiteram. Aptuveni tāda pati šī parametra vērtība saglabājas visā brūno punduru masu diapazonā. Šādos apstākļos kļūst ārkārtīgi grūti atšķirt tās no planētām.
Turklāt ne visi šāda veida punduri spēj atbalstīt kodoltermiskās reakcijas. Vieglākās no tām (līdz 13 Jupitera masām) ir tik aukstas, ka to dziļumos nav iespējams veikt pat procesus, kuros izmanto deitēriju. Masīvākie ļoti ātri (kosmiskā mērogā - 10 miljonu gadu laikā) atdziest un arī kļūst nespējīgi uzturēt kodoltermiskās reakcijas. Zinātnieki izmanto divas galvenās metodes, lai atšķirtu brūnos pundurus. Pirmais ir blīvuma mērīšana. Brūnajiem punduriem ir aptuveni vienādas rādiusa un tilpuma vērtības, un tāpēc kosmiskais ķermenis ar masu 10 Jupiteri un vairāk, visticamāk, pieder pie šāda veida objektiem.
Otrs veids ir noteikt rentgena un infrasarkano starojumu. Tikai brūnie punduri, kuru temperatūra ir noslīdējusi līdz planētu līmenim (līdz 1000 K), nevar lepoties ar tik pamanāmu īpašību.
Veids, kā atšķirt no gaišajām zvaigznēm
Gaismeklis ar nelielu masu ir vēl viens objekts, no kura var būt grūti atšķirt brūno punduri. Kas ir zvaigzne? Šis ir kodoltermiskais katls, kurā viss pamazām izdeg.gaismas elementi. Viens no tiem ir litijs. No vienas puses, lielākajā daļā zvaigžņu tas beidzas diezgan ātri. No otras puses, reakcijai ar tās piedalīšanos ir nepieciešama salīdzinoši zema temperatūra. Izrādās, ka objekts ar litija līnijām spektrā, iespējams, pieder pie brūno punduru klases. Šai metodei ir savi ierobežojumi. Litijs bieži atrodas jauno zvaigžņu spektrā. Turklāt brūnie punduri var izsmelt visas šī elementa rezerves pusmiljarda gadu laikā.
Metāns var būt arī pazīme. Sava dzīves cikla beigu posmā brūnais punduris ir zvaigzne, kuras temperatūra ļauj tai uzkrāt iespaidīgu daudzumu. Citi gaismekļi nevar atdzist līdz šādam stāvoklim.
Lai atšķirtu brūnos pundurus un zvaigznes, tiek mērīts arī to spilgtums. Gaismas gaismekļi savas pastāvēšanas beigās aptumšojas. Rūķi atvēsina visu "dzīvi". Pēdējās stadijās tās kļūst tik tumšas, ka tās nav iespējams sajaukt ar zvaigznēm.
Brūnie punduri: spektrālais tips
Aprakstīto objektu virsmas temperatūra mainās atkarībā no masas un vecuma. Iespējamās vērtības ir no planetārajām līdz aukstākajām M klases zvaigznēm raksturīgajām vērtībām. Šo iemeslu dēļ brūnajiem punduriem sākotnēji tika identificēti divi papildu spektra tipi L un T. Papildus tiem teorētiski pastāvēja arī Y klase. Līdz šim tā realitāte ir apstiprināta. Pakavēsimies pie katras klases objektu īpašībām.
L klase
Pirmajam tipam piederošās zvaigznes atšķiras no iepriekšējās M klases pārstāvjiem ar ne tikai titāna oksīda un vanādija, bet arī metālu hidrīdu absorbcijas joslu klātbūtni. Tieši šī pazīme ļāva atšķirt jaunu L klasi. Arī dažu tai piederošo brūno punduru spektrā tika atrastas sārmu metālu un joda līnijas. Līdz 2005. gadam bija atklātas 400 šādas iekārtas.
T klase
T-rūķus raksturo metāna joslu klātbūtne tuvajā infrasarkanajā diapazonā. Līdzīgas īpašības iepriekš bija konstatētas tikai Saules sistēmas gāzes gigantiem, kā arī Saturna pavadonim Titānam. L-punduriem raksturīgie hidrīdi FeH un CrH T-klasē tiek aizstāti ar sārmu metāliem, piemēram, nātriju un kāliju.
Pēc zinātnieku pieņēmumiem, šādiem objektiem vajadzētu būt salīdzinoši mazai masai – ne vairāk kā 70 Jupitera masām. Brūnie T veida punduri daudzējādā ziņā ir līdzīgi gāzes milžiem. To raksturīgā virsmas temperatūra svārstās no 700 līdz 1300 K. Ja šādi brūni punduri kādreiz iekritīs kameras objektīvā, fotoattēlā būs redzami sārti zili objekti. Šis efekts ir saistīts ar nātrija un kālija, kā arī molekulāro savienojumu spektru ietekmi.
Y klase
Pēdējais spektrālais tips jau sen pastāv tikai teorētiski. Šādu objektu virsmas temperatūrai jābūt zem 700 K, t.i., 400 ºС. Redzamajā diapazonā šādi brūnie punduri netiek konstatēti (foto nedarbosies vispār).
Tomēr 2011. gAmerikāņu astrofiziķi paziņoja par vairāku līdzīgu aukstu objektu atklāšanu, kuru temperatūra svārstās no 300 līdz 500 K. Viens no tiem, WISE 1541-2250, atrodas 13,7 gaismas gadu attālumā no Saules. Otra, WISE J1828+2650, virsmas temperatūra ir 25°C.
Saules dvīnis ir brūns punduris
Stāsts par tik interesantiem kosmosa objektiem būtu nepilnīgs, nepieminot Nāves zvaigzni. Tā sauc hipotētiski pastāvošo Saules dvīni, pēc dažu zinātnieku pieņēmumiem, kas atrodas 50-100 astronomisko vienību attālumā no tās, ārpus Ortas mākoņa. Pēc astrofiziķu domām, iespējamais objekts ir mūsu gaismekļa pāris un iet garām Zemei ik pēc 26 miljoniem gadu.
Hipotēze ir saistīta ar paleontologu Deivida Raupa un Džeka Sepkovska pieņēmumu par periodisku bioloģisko sugu masveida izmiršanu uz mūsu planētas. Tas tika izteikts 1984. gadā. Kopumā teorija ir diezgan pretrunīga, taču ir argumenti par labu.
Nāves zvaigzne ir viens no iespējamiem šīs izzušanas izskaidrojumiem. Līdzīgs pieņēmums radās vienlaikus divās dažādās astronomu grupās. Pēc viņu aprēķiniem, Saules dvīņiem vajadzētu pārvietoties pa ļoti iegarenu orbītu. Tuvojoties mūsu gaismeklim, tas traucē komētas, kas lielā skaitā "apdzīvo" Oortas mākoni. Tā rezultātā palielinās to sadursmju skaits ar Zemi, kas izraisa organismu nāvi.
"Nāves zvaigzne", vai Nemesis, kāto sauc arī, tas var būt brūns, b alts vai sarkans punduris. Tomēr līdz šim šai lomai piemēroti objekti nav atrasti. Izskan ierosinājumi, ka Ortas mākoņa zonā atrodas vēl nezināma milzu planēta, kas ietekmē komētu orbītas. Tas piesaista sev ledus blokus, tādējādi novēršot to iespējamo sadursmi ar Zemi, tas ir, tas nemaz nedarbojas kā hipotētiskā Nāves zvaigzne. Tomēr nekas neliecina arī par planētas Tihe (tas ir, Nemesis māsas) eksistenci.
Brūnie punduri ir salīdzinoši jauni objekti astronomiem. Par tiem vēl ir jāiegūst un jāanalizē daudz informācijas. Jau šodien tiek pieņemts, ka šādi objekti var būt daudzu zināmu zvaigžņu pavadoņi. Grūtības, kas saistītas ar šāda veida punduru izpēti un atklāšanu, uzstāda jaunu augstu latiņu zinātniskajam aprīkojumam un teorētiskajai izpratnei.
