ดาวแคระน้ำตาล: ดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์? ดาวแคระน้ำตาลเย็น ดาวแคระน้ำตาล

ในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ตั้งสมมติฐานความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของวัตถุสมมุติที่เป็นมวลดาวฤกษ์ซึ่งไม่สามารถจำแนกได้เป็นประเภทใดๆ ที่รู้จัก

ในวรรณคดีเรียกว่าดาวแคระดำ น้ำตาล หรือน้ำตาล ชื่อหลังนี้ค่อยๆ แพร่หลายและกลายมาเป็นชื่อทางการ เป็นเวลานานแล้วที่การพูดคุยทั้งหมดเกี่ยวกับพวกมันเป็นเพียงเชิงทฤษฎีเท่านั้น จนกระทั่งในที่สุดในปี 1995 การค้นพบที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกก็เกิดขึ้น การว่าจ้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศมีส่วนช่วยในการค้นพบสิ่งใหม่ๆ และ ในขณะนี้จำนวนวัตถุที่เปิดอยู่เกินหนึ่งร้อยและยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว

ดาวแคระน้ำตาลไม่สามารถจัดเป็นดาวฤกษ์มวลต่ำได้ เนื่องจากภายในดาวฤกษ์ไม่รองรับอุณหภูมิที่เสถียร ปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งจะนำไปสู่การให้ความร้อนที่พื้นผิวไม่เพียงพอและอุณหภูมิต่ำ ในทางกลับกัน พวกมันมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะจัดเป็นดาวเคราะห์ธรรมดาได้ เทห์ฟากฟ้าส่วนใหญ่มีมวลดาวพฤหัสบดีตั้งแต่ 13 ถึง 75 มวล ซึ่งทำให้พวกมันอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างดวงดาวและดาวเคราะห์

นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นคุณลักษณะสำคัญที่มีอยู่ในวัตถุดาวฤกษ์ทั้งหมดและช่วยในการระบุวัตถุเหล่านั้นด้วยความแม่นยำสูง นั่นก็คือการมีอยู่ของลิเธียมในสเปกตรัมการแผ่รังสี ในดาวฤกษ์ที่เต็มเปี่ยม ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น ฟิวชั่นแสนสาหัสเผาสิ่งทั้งหมดนี้ องค์ประกอบแสงในขณะที่ดาวแคระน้ำตาลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

อุณหภูมิพื้นผิวมักจะอยู่ในช่วง 700 ถึง 2,000K ซึ่งเมื่อพิจารณาจากระยะทางที่ไกลมาก ทำให้ยากต่อการค้นหาในช่วงแสง วิธีแก้ปัญหาคือการสังเกตในสเปกตรัมอินฟราเรดซึ่งมีความสว่างสูงสุด เป็นที่น่าสังเกตว่า ไม่เหมือนกับดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่ดึงพลังงานหลักตลอดการดำรงอยู่ของพวกมันจากการหลอมรวมภายใน ดาวแคระน้ำตาลจะได้รับความร้อนตั้งแต่แรกเกิดเท่านั้น

หลังจากนั้น ตลอดชีวิต ดาวแคระจะค่อยๆ เย็นลง และแผ่ความร้อนออกไปในอวกาศโดยรอบ ยิ่งมวลเริ่มแรกสะสมในช่วงเวลาที่เกิดนิวเคลียสมากเท่าไร กระบวนการทำความเย็นก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น

จนถึงขณะนี้ ดาวแคระน้ำตาลที่ใกล้ที่สุดถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2549 ด้วยกล้องโทรทรรศน์คู่ขนาด 8 เมตรของหอดูดาวยุโรปในชิลี การวัดแสดงให้เห็นระยะทางที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ - ห่างออกไปเพียง 12 ปีแสง! วัตถุโคจรรอบดาวสลัวที่ระยะห่างเพียง 3 AU จ. การวิเคราะห์สเปกตรัมเผยให้เห็นว่ามีเทนอยู่ในบรรยากาศจำนวนมากซึ่งเกิดขึ้นได้เนื่องจากอุณหภูมิต่ำ

ดาวแคระที่ถูกค้นพบจำนวนมากทำให้สามารถจำแนกสเปกตรัมของพวกมันออกเป็นประเภทหลักๆ ได้หลายประเภท ได้แก่ L, T และ Y อัตราส่วนของมวลเริ่มต้นต่ออุณหภูมิปัจจุบันมีความสัมพันธ์โดยตรงกับสมาชิกภาพ วัตถุที่มีมวลมากที่สุดพร้อมค่าพารามิเตอร์จะเข้ามาใกล้กับดาวแคระแดงแสงระดับสเปกตรัม M มาก จากนั้นเมื่อมันเย็นตัวลง พวกมันจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นประเภท L เป็นต้น ล่าสุดมีการค้นพบวัตถุที่มีความเย็นจัดซึ่งมีอุณหภูมิไม่เกิน 400 องศาเซลเซียส สันนิษฐานว่าอาจมีดาวแคระน้ำตาลที่เย็นจนแทบมองไม่เห็นจำนวนมากในดาราจักร ซึ่งอาจเป็นสาเหตุของการไม่มีมวลที่ซ่อนอยู่ในจักรวาล

วัตถุดาวฤกษ์ก่อให้เกิดความท้าทายมากมายต่อนักดาราศาสตร์ งานต่างๆ- ปรากฎว่าบรรยากาศเย็นของดาวฤกษ์ที่ล้มเหลวนั้นค่อนข้างสังเกตได้ยาก การมีฝุ่นจำนวนมากในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดปัญหาที่ยาก เนื่องจากการแขวนลอยของอนุภาคที่สะสมไม่เพียงแต่เข้ามาแทนที่องค์ประกอบขององค์ประกอบปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรบกวนการแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตรงอีกด้วย ซึ่งทำให้การวิเคราะห์ที่แม่นยำซับซ้อนยิ่งขึ้น

การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยคำนึงถึงฝุ่นแขวนลอยที่คาดการณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ภาวะเรือนกระจก- เนื่องจากการดูดซับรังสีที่ปล่อยออกมา ชั้นบนของบรรยากาศจึงได้รับความร้อน และหลังจากการควบแน่น ฝุ่นละอองก็เริ่มจมลง บางทีกลไกนี้อาจส่งผลต่อการก่อตัวของเมฆหนาทึบ ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดพายุไซโคลนที่ทรงพลังอย่างยิ่ง พายุที่คล้ายกันสามารถสังเกตได้จากตัวอย่างของดาวพฤหัสบดี - จุดแดงใหญ่เป็นพายุไซโคลนที่มีอายุยืนยาวซึ่งสังเกตได้เป็นเวลาสามศตวรรษ

ในตอนแรกทฤษฎีนี้ไม่พบความเข้าใจในแวดวงวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อสามปีที่แล้ว แนวคิดนี้ได้รับการฟื้นคืนขึ้นมาในระดับจักรวาล ขณะนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการยุบตัวด้วยความโน้มถ่วงด้วยความเร่งของก๊าซระหว่างดาวที่มีปริมาณฝุ่นต่ำภายใต้เงื่อนไขบางประการ สามารถสร้างคลื่นกระแทกที่โฟกัสตัวเองซึ่งก่อให้เกิดความร้อนเฉพาะที่อย่างรวดเร็วของตัวกลางในเขตการชนของหน้าคลื่น

วารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์ตีพิมพ์บทความที่แสดงให้เห็นว่ากลไกนี้สามารถให้พลังงานได้มากถึง 400–500,000 เคลวินในส่วนลึกของวัตถุขนาดเล็ก ซึ่งเพียงพอที่จะกระตุ้นปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์แสนสาหัสในช่วงสั้นๆ ได้ หากคำอธิบายนี้ได้รับการยืนยันจากแหล่งข้อมูลอิสระอื่นๆ การมีอยู่ของดาวแคระเย็นจัดก็จะกลายเป็นข้อเท็จจริงที่แน่ชัด

นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้ทำลายแนวคิดปกติของเราที่ว่าดาวฤกษ์เป็นวัตถุร้อนด้วยการค้นพบ WD 0806-661 B ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิห้องเพียง 30°C ดาวฤกษ์เย็นจัดอยู่ในประเภทดาวแคระน้ำตาลและอยู่ห่างจากโลก 63 ปีแสง

วัตถุอวกาศถูกค้นพบโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดสปิตเซอร์ ซึ่งสามารถจับแสงของดาวแคระน้ำตาลได้ นักวิทยาศาสตร์จำแนกดาวฤกษ์ที่ค้นพบนี้เป็นดาวเคราะห์เนื่องจากมีมวลมากกว่าดาวพฤหัสถึง 7 เท่าและโคจรรอบดาวแคระขาว ก่อนการค้นพบ WD 0806-661 B ชั้นดาวแคระน้ำตาลที่ดาวดวงนี้อยู่นั้นถูกกำหนดให้เป็นดาวร้อนซึ่งมีอุณหภูมิสูงอย่างไม่น่าเชื่อ

ดาวแคระน้ำตาลหรือน้ำตาล เป็นวัตถุดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งแต่ 13 ถึง 80 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี หรือตั้งแต่ 0.012 ถึง 0.0767 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เริ่มพูดถึงสิ่งที่ดาวแคระน้ำตาลซ่อนตัวจากเราในทศวรรษ 1960 มีการหยิบยกทฤษฎีเกี่ยวกับวัตถุคล้ายดาวหนาแน่นซึ่งมีมวลค่อนข้างน้อยและก่อตัวจากการยุบตัวของเมฆก๊าซ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สันนิษฐาน และสมมติฐานนั้นถูกต้องว่ามีความเป็นไปได้ที่จะตรวจจับการเรืองแสงของดาวแคระน้ำตาลในสเปกตรัมอินฟราเรดเท่านั้น

ในตอนแรก ดาวดังกล่าวถูกกำหนดให้เป็นดาวแคระดำ ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าเพื่อรักษาปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เสถียร มวลของดาวจะต้องมีมวลเป็น 0.8 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี หรืออย่างน้อย 80 เท่าของมวลของดาวพฤหัสบดี และมวลของวัตถุดาวฤกษ์มืดซึ่งเป็นวิธีการจำแนกดาวแคระดำยังไม่เพียงพอ อย่างไรก็ตาม ปรากฏในภายหลังว่าดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถรักษาปฏิกิริยาแสนสาหัสได้ แต่ไม่สามารถฟื้นฟูพลังงานที่สูญเสียไปได้ สิ่งนี้มีส่วนทำให้ดาวแคระน้ำตาลเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนสภาพไปเป็นวัตถุประเภทดาวเคราะห์

ดาวแคระน้ำตาลดวงแรกที่ค้นพบคือ Teide 1 ซึ่งค้นพบในปี 1995 ในกระจุกดาวลูกไก่ ปัจจุบัน นักดาราศาสตร์รู้อยู่แล้วเกี่ยวกับการมีอยู่ของดาวประเภทนี้มากกว่า 100 ดวง ซึ่งหลายดวงอยู่ในบริเวณทางช้างเผือก นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดมวลของดาวแคระน้ำตาลเช่น Gliese-229B และ Teide-1 ได้ (มวล 57 และ 36 ดาวพฤหัสบดี ตามลำดับ)

ในการจำแนกดาวแคระน้ำตาล จะใช้สิ่งที่เรียกว่า "การทดสอบลิเธียม" ซึ่งเสนอโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ราฟาเอล เรโบโล วิธีการนี้อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าดาวแคระน้ำตาลนั้นมีลิเธียม ซึ่งต่างจากดาวฤกษ์มวลน้อย และตามกฎแล้วดาวที่สามารถรักษาปฏิกิริยาแสนสาหัสได้ก็จะกลืนกินมันอย่างรวดเร็ว ลิเธียมยังมีอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดและอายุน้อยที่สุดด้วย แต่สิ่งนี้ไม่ได้รบกวนการระบุดาวแคระน้ำตาล เนื่องจากวัตถุเหล่านี้มีขนาดแตกต่างกันอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ตามการประมาณการของนักวิทยาศาสตร์ ดาวแคระน้ำตาลหนักซึ่งมีมวล 65 ถึง 80 เท่าของมวลดาวพฤหัส สามารถใช้ปริมาณสำรองลิเธียมของพวกมันหมดในเวลาเพียง 500 ล้านปี ซึ่งก็คือในช่วงแรกของการดำรงอยู่ ข้อเท็จจริงนี้ทำให้ "การทดสอบลิเธียม" เป็นเกณฑ์ที่ไม่มีความสามารถในการจำแนกวัตถุดังกล่าว

แม้ว่าจะมีการทดสอบ การวัดและการคำนวณทุกประเภทเพื่อตัดสินว่าวัตถุนั้นเป็นดาวแคระน้ำตาลหรือดาวเคราะห์ธรรมดานั้นไม่ใช่เรื่องง่าย รัศมีของดาวแคระแตกต่างจากรัศมีของดาวเคราะห์เพียง 10–15% และใกล้เคียงกับรัศมีของดาวพฤหัสบดีโดยประมาณ แต่ก็ยังมีความแตกต่างอยู่ แม้ว่าตัวบ่งชี้รัศมีและปริมาตรจะค่อนข้างคล้ายกัน แต่ดาวแคระน้ำตาลก็แตกต่างจากความหนาแน่นของดาวเคราะห์ ดังนั้น หากวัตถุมีมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดีมากกว่า 10 เท่า ก็มีแนวโน้มว่าจะไม่ใช่ดาวเคราะห์ เกณฑ์อีกประการหนึ่งในการจำแนกดาวแคระน้ำตาลก็คือรังสีอินฟราเรดและรังสีเอกซ์ที่พวกมันปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการทำให้เย็นลง

และสุดท้าย เกณฑ์ที่สามที่ใช้แยกแยะดาวแคระน้ำตาลได้ก็คืออุณหภูมิ ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำสุดประมาณ 4,000 เคลวิน ในขณะที่อุณหภูมิพื้นผิวของดาวแคระน้ำตาลนั้นต่ำกว่ามาก โดยอยู่ระหว่าง 300 ถึง 3,000 เคลวิน ตลอดการดำรงอยู่ของพวกมัน พวกมันอยู่ในกระบวนการทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากพวกมันไม่สามารถรักษาอุณหภูมิของมันได้เนื่องจากการหลอมนิวเคลียร์แสนสาหัสภายใน อัตราการสูญเสียความร้อนขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ ยิ่งดาวแคระมีมวลมากเท่าไร กระบวนการเย็นตัวก็จะช้าลงเท่านั้น

นักวิทยาศาสตร์พูดคุยกันมานานแล้วเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่ดาวแคระน้ำตาลจะมีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่า 700K (400°C) แต่การค้นพบดาวแคระ "เย็น" เช่น WD 0806-661 B กลายเป็นที่ฮือฮา โลกวิทยาศาสตร์- ในขณะนี้ ดาวอุณหภูมิ "ห้อง" เป็นเพียงดาวเดียวในชั้นนี้ แต่เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่ายังห่างไกลจากดาวดวงสุดท้าย

น่าเสียดายเมื่อไร. จำนวนมากข้อมูลที่โพสต์บนเว็บไซต์ต่างประเทศเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ใหม่ล่าสุดและ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์เพียงหลบเลี่ยงผู้ใช้อินเทอร์เน็ตภาษารัสเซียเนื่องจากขาดความรู้ภาษา แต่ฉันอยากจะรับรู้ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นจริงๆ มีทางออกคุณเพียงแค่ต้องเชี่ยวชาญมัน ภาษาอังกฤษรวมทั้งการพูดภาษาอังกฤษด้วย รับข้อมูลได้รวดเร็วโดยไม่ต้องรอแปล อะไรจะสะดวกไปกว่านี้?

David Wilcock เพิ่งเผยแพร่ข้อความสั้น ๆ ซึ่งเขายอมรับว่าตอนนี้เขาเชื่อว่าแท้จริงแล้วระบบสุริยะของเราเป็นระบบดาวคู่ หากเป็นจริง แสดงว่าดวงอาทิตย์ของเรามีดาวฤกษ์คู่เคียง จากข้อมูลของวิลค็อก ดาวอีกดวงนี้เป็นดาวแคระน้ำตาล

คุณอาจจะกำลังคิดว่า ถ้าระบบสุริยะของเราประกอบด้วยดาวฤกษ์ 2 ดวง แล้วทำไมเราจึงไม่เห็นอีกดวงหนึ่งล่ะ คำถามที่ดี- คำตอบอยู่ในคำอธิบายว่าดาวข้างเคียงดวงนี้เป็นดาวแคระน้ำตาล มันเป็นดาวชนิดหนึ่ง ไม่ว่าจะไม่เคยได้รับมวลที่จำเป็นในการจุดชนวนปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันและกลายเป็นดาวฤกษ์ธรรมดาอย่างที่เราเข้าใจ หรือถึงจุดที่ปฏิกิริยาแสนสาหัสหยุดลงแล้ว เพิ่งมีการอธิบายดาวแคระน้ำตาลเมื่อไม่นานมานี้และมักจะถูกเปรียบเทียบกับดาวพฤหัส และวิทยาศาสตร์กำลังถกเถียงกันอยู่ว่าควรแยกความแตกต่างระหว่างดาวแคระกับดาวก๊าซยักษ์หรือไม่

ในการเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ ดาวสองดวงจะต้องโคจรรอบจุดศูนย์ถ่วงร่วม ซึ่งเป็นจุดสมดุลแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวทั้งสอง เห็นได้ชัดว่าสถานการณ์ดังกล่าวสามารถอธิบายความผิดปกติบางอย่างในส่วนนอกของโลกได้ ระบบสุริยะซึ่งเป็นเรื่องยากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะอธิบายมาโดยตลอด! และถ้ามีดาวฤกษ์คู่ข้างที่เป็นดาวแคระน้ำตาล เราก็จะไม่เห็นมันอย่างแน่นอนเพราะมันไม่ไหม้

การเปิดแบบ "นุ่มนวล"

คุณรู้ไหมว่านักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าระบบดาวที่มองเห็นได้มากที่สุดนั้นเป็นระบบดาวคู่ มีกี่คนที่รู้เรื่องนี้? แต่ใน เมื่อเร็วๆ นี้เห็นได้ชัดว่ามีบทความจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อของระบบไบนารี ควบคู่ไปกับการประกาศว่ากล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ของ NASA เปิดเผยว่าระบบดาวฤกษ์ส่วนใหญ่น่าจะมีดาวเคราะห์ และข้อโต้แย้งก็คือ เรากำลังเห็น "การเปิดเผยอย่างนุ่มนวล" บางประเภทเกี่ยวกับความเป็นจริงที่ชนชั้นสูงในโลกของเรารู้จักอยู่แล้ว
ในขณะที่ค้นคว้าหัวข้อนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศในปีนี้ว่ากลุ่มดาวมิซาร์ (รายงานโดยหอดูดาวสาธารณะทะเลสาบอัฟตัน) จริงๆ แล้วไม่ได้เป็นเพียงระบบดาวคู่ แต่ประกอบด้วยดาวหกดวง!

อีกหนึ่ง เรื่องราวที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับดาวคู่ของเราคือการปรากฏตัวของมีมเกี่ยวกับพระอาทิตย์ดวงที่สองบน YouTube วิดีโอมากมายที่คาดคะเนจากทุกประเภท คนละคนจากทั่วทุกมุมโลก แสดงวินาที วัตถุสว่างในท้องฟ้าของเรา บางครั้งอาจมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ในหลายกรณีจะมองเห็นได้ผ่านตัวกรองเท่านั้น วิดีโอเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ได้กลายเป็นวิดีโอปลอม ยังไม่ชัดเจนว่าพวกเขาจะปรากฏตัวได้อย่างไร ฉันยังพยายามที่จะเห็นวัตถุสว่างดวงที่สองบนท้องฟ้าด้วย ฉันพยายามบังแสงแดดด้วยแว่นตาสองอัน ในวันที่เมฆหนาปกคลุมจนมองเห็นแผ่นดวงอาทิตย์ได้โดยไม่กระทบตา ฉันก็สังเกตว่ามันดูเหงาๆ แต่ยังมีวิดีโออีกมากมายที่ปรากฏการณ์นี้ยังคงเป็นไปได้ หากไม่น่าจะเป็นไปได้ ลองถามตัวเองว่าเหตุใดจึงมีคนสร้างวิดีโอปลอมและโพสต์ไว้บนอินเทอร์เน็ต คำอธิบายหนึ่งอาจเป็นได้ว่ามีบางคนที่มีอำนาจมาก ต้องการอำนวยความสะดวกให้มนุษย์ยอมรับดวงอาทิตย์ดวงที่สองโดยรวม

ภาพถ่ายพระอาทิตย์สองดวง เอื้อเฟื้อโดย คาเมรอน ไรท์
9 ธันวาคม 2555 | ควีนส์แลนด์, ออสเตรเลีย

แน่นอนว่าพวกเขาคงไม่ใช่ของปลอม ฉันพูดแบบนี้ไม่ใช่เพราะวิดีโอไม่สามารถปลอมแปลงได้ ฉันพูดแบบนี้เพราะภาพที่โพสต์ด้านบนนี้ถูกส่งไปที่หน้า Facebook ของฉันเองโดยเพื่อน Cameron Wright จากควีนส์แลนด์ ประเทศออสเตรเลีย เขาถ่ายรูปนี้เอง แน่นอนว่าท้องฟ้านั้นเป็นของปลอม ภาพถ่ายและวิดีโอเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ที่แท้จริงที่สะท้อนถึงสิ่งที่เกิดขึ้น และพวกมันถูกสร้างขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ภายใน 24 ชั่วโมงที่ผ่านมา!

(#ดาราศาสตร์@science_newworld)

ดาวแคระน้ำตาลก็คือ วัตถุทางดาราศาสตร์ซึ่งเป็นสิ่งที่อยู่ระหว่างดาวเคราะห์กับดวงดาว โดยทั่วไปมวลของดาวแคระน้ำตาลจะมีมวลน้อยกว่า 0.075 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 75 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี (มวลสูงสุดนี้จะสูงกว่าเล็กน้อยสำหรับดาวฤกษ์ที่มีองค์ประกอบหนักกว่าดวงอาทิตย์จำนวนน้อยกว่า) นักดาราศาสตร์หลายคนลากเส้นแบ่งระหว่างดาวแคระน้ำตาลกับดาวเคราะห์ที่มีมวลประมาณ 13 เท่าของดาวพฤหัสบดี

ความแตกต่างระหว่างดาวแคระน้ำตาลกับดาวฤกษ์ก็คือ ดาวแคระน้ำตาลไม่สามารถบรรลุระดับความส่องสว่างที่เสถียรได้จากการหลอมรวมแสนสาหัสของไฮโดรเจนธรรมดา ซึ่งต่างจากดาวฤกษ์ตรงที่ ทั้งดาวฤกษ์และดาวแคระน้ำตาลผลิตพลังงานโดยการหลอมดิวทีเรียม (ไอโซโทปไฮโดรเจนที่หายาก) ในช่วงสองสามล้านปีแรกของชีวิต แกนกลางของดาวฤกษ์ยังคงหดตัวและร้อนขึ้นเมื่อดาวฤกษ์หลอมรวมไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม ดาวแคระน้ำตาลหลีกเลี่ยงการบีบอัดเพิ่มเติมเนื่องจากแกนกลางของพวกมันมีความหนาแน่นเพียงพอที่จะรองรับการดำรงอยู่ของพวกมันเนื่องจากความดันการเสื่อมของอิเล็กตรอน ดาวแคระน้ำตาลเหล่านี้ซึ่งมีมวลมากกว่า 60 มวลดาวพฤหัสบดี เริ่มหลอมไฮโดรเจน แต่จากนั้นพวกมันก็จะเสถียรและการหลอมรวมก็หยุดลง

สีของดาวแคระน้ำตาลจริงๆ แล้วไม่ใช่สีน้ำตาล แต่เป็นสีแดงเข้มถึงสีม่วง ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของพวกมัน วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 2,200 K มีแร่ธาตุอยู่ในชั้นบรรยากาศ อุณหภูมิพื้นผิวของดาวแคระน้ำตาลขึ้นอยู่กับทั้งมวลและอายุ ดาวแคระน้ำตาลที่มีอายุน้อยที่สุดและใหญ่ที่สุดมีความร้อนสูงถึง 2,800 เคลวิน โดยทับซ้อนช่วงอุณหภูมิกับดาวฤกษ์มวลต่ำมากหรือดาวแคระแดง (สำหรับการเปรียบเทียบ อุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์สูงถึง 5,800 เคลวิน) ในที่สุดดาวแคระน้ำตาลทุกดวงจะเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิต่ำสุดสำหรับดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่ 1,800 เคลวิน ดาวที่เก่าแก่และเล็กที่สุดสามารถเย็นลงได้ถึง 300 เคลวิน

ดาวแคระน้ำตาลถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี พ.ศ. 2506 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอินเดีย ชีฟ กุมาร์ ซึ่งเรียกพวกมันว่า "ดาวแคระดำ" จิล ทาร์เตอร์ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเสนอชื่อดาวแคระน้ำตาลในปี พ.ศ. 2518 แม้ว่าดาวแคระน้ำตาลจะไม่ใช่สีน้ำตาลเลย แต่ชื่อก็ยังติดอยู่เพราะคิดว่าวัตถุเหล่านี้มีฝุ่นจำนวนมาก และชื่อที่เหมาะสมกว่าคือ "ดาวแคระแดง" ก็บรรยายถึงดาวฤกษ์ประเภทอื่นไปแล้ว

ค้นหาดาวแคระน้ำตาลในช่วงทศวรรษปี 1980 และ 1990 นำไปสู่การค้นพบผู้สมัครหลายคน อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครยืนยันว่าเป็นดาวแคระน้ำตาล เพื่อแยกแยะดาวแคระน้ำตาลจากดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิเท่ากัน คุณจำเป็นต้องตรวจสอบว่ามีเส้นลิเธียมอยู่ในสเปกตรัมหรือไม่ (ซึ่งดาวจะถูกทำลายเมื่อเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนฟิวชัน) หรือคุณสามารถมองหาวัตถุที่จางกว่าซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าดวงดาวก็ได้ ในปี 1995 ทั้งสองวิธีก็เกิดผล นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ค้นพบการมีอยู่ของลิเธียมในวัตถุลูกไก่ลูกหนึ่ง แต่ผลลัพธ์นี้ไม่ได้รับการยอมรับจากชุมชนวิทยาศาสตร์ในทันที อย่างไรก็ตาม วัตถุนี้ได้รับการยืนยันในภายหลังว่าเป็นดาวแคระน้ำตาลดวงแรกที่พบ

นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวพาโลมาร์และมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ได้ค้นพบดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยซึ่งพวกเขาตั้งชื่อว่า Gliese 229B การมีอยู่ของเส้นมีเธนในสเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิพื้นผิวของมันไม่เกิน 1,200 เคลวิน ความส่องสว่างที่ต่ำมากของดาวแคระน้ำตาลที่เป็นไปได้ตลอดจนอายุของดาวคู่ข้างของมัน บ่งชี้ว่ามวลของวัตถุนั้นอยู่ที่ประมาณ 50 เท่า มวลของดาวพฤหัสบดี ดังนั้น Gliese 229 B จึงกลายเป็นวัตถุแรกที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่าเป็นดาวแคระน้ำตาล

การสำรวจท้องฟ้าด้วยอินฟราเรดและเทคนิคอื่นๆ ได้ตรวจพบดาวแคระน้ำตาลหลายร้อยดวงแล้ว บางส่วนเป็นเพื่อนกับดวงดาว บางส่วนเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ของดาวแคระน้ำตาล หลายๆ ชิ้นเป็นวัตถุที่อยู่โดดเดี่ยว สันนิษฐานว่าพวกมันก่อตัวในลักษณะเดียวกับดาวฤกษ์ และจำนวนดาวแคระน้ำตาลในจักรวาลอาจมีตั้งแต่ 1 ถึง 10% ของจำนวนดาวฤกษ์

SDSS J010448.46+153501.8 (มีเครื่องหมายกากบาท) และบริเวณโดยรอบ

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้สำรวจดาวแคระน้ำตาลมวลมากดวงหนึ่งด้วยการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก (VLT) ซึ่งเป็นวัตถุที่อยู่ต่ำกว่าดาวฤกษ์ซึ่งมีมวลไม่เพียงพอสำหรับปฏิกิริยาฟิวชั่นแสนสาหัสของโปรตอน ผู้เขียนสังเกตองค์ประกอบที่ผิดปกติของดาวแคระ - ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด (99.99 เปอร์เซ็นต์) การค้นพบนี้ช่วยให้เราระบุได้อย่างชัดเจนว่าดาวดวงใดที่อาจก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรกเริ่ม การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร ประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society

ดาวแคระน้ำตาลเป็นวัตถุประเภทพิเศษที่มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสมาก (อย่างน้อย 13 เท่า) แต่ไม่เพียงพอที่จะรองรับการเผาไหม้แสนสาหัสของลักษณะไฮโดรเจนของดาวฤกษ์ "ขนาดใหญ่" อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาแสนสาหัสเกิดขึ้นเมื่อมีส่วนร่วมของดิวเทอเรียมและนิวเคลียสลิเธียม เนื่องจากความส่องสว่างของดาวแคระน้ำตาลลดลงอย่างต่อเนื่อง จึงจัดเป็นวัตถุที่อยู่ตรงกลางระหว่างดาวก๊าซยักษ์และดาวฤกษ์ อุณหภูมิโดยทั่วไปบนพื้นผิวจะต้องไม่เกิน 2,000 เคลวิน และบางครั้งอาจมีอุณหภูมิเพียง 500-600 เคลวิน (200-300 องศาเซลเซียส)

เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ ดาวแคระน้ำตาลก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของเมฆก๊าซด้วยแรงโน้มถ่วง ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าในสภาวะของจักรวาลยุคแรก การล่มสลายของก๊าซสามารถนำไปสู่วัตถุที่มีมวลประมาณหนึ่งร้อยเท่าของมวลดวงอาทิตย์ - ที่เรียกว่าดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เพิ่งตั้งสมมติฐานหลายประการว่าดาวมวลน้อยสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร คุณลักษณะของดาวฤกษ์ดังกล่าวคือความเป็นโลหะต่ำมาก (มีธาตุหนักกว่าฮีเลียม) การสำรวจได้ค้นพบดาวแคระขาว-เหลืองและเหลืองที่มีมวลมากกว่าครึ่งหนึ่งของมวลดวงอาทิตย์ (500 มวลดาวพฤหัสบดี)

ผู้เขียนงานวิจัยชี้ไปที่ตัวแทนคนแรกของดาวแคระน้ำตาลที่ไม่ใช่โลหะ SDSS J010448.46+153501.8 ซึ่งตั้งอยู่ในรัศมีของทางช้างเผือก ก่อนหน้านี้ดาวดวงนี้เป็นที่รู้จักและจัดอยู่ในประเภทดาวแคระน้ำตาลแล้ว นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าสเปกตรัมของมันค่อนข้างแตกต่างจากตัวแทนทั่วไปของคลาสนี้ และได้ทำการสังเกตการณ์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก ซึ่งเป็นระบบของกล้องโทรทรรศน์ขนาด 8.2 เมตรสี่ตัวที่ตั้งอยู่ในชิลี

นักดาราศาสตร์เปรียบเทียบสเปกตรัม ความละเอียดสูงด้วยแบบจำลองและพบว่าดาวแคระมีค่าความเป็นโลหะต่ำมาก เศษส่วนมวลมีธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมน้อยกว่าในดวงอาทิตย์ถึง 250 เท่า ดาวแคระมีอายุประมาณ 1 หมื่นล้านปี และมีมวลน้อยกว่าที่จำเป็นเพียงร้อยละ 2 ก่อนเริ่มการเผาไหม้ไฮโดรเจนแสนสาหัส หรือประมาณ 90 มวลของดาวพฤหัส

ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์ในข้อมูลเคปเลอร์แสดงกิจกรรมที่ผิดปกติของดาวแคระน้ำตาลตัวหนึ่ง - ในบางครั้งมันก็ลุกเป็นไฟกลายเป็น สว่างกว่าดวงอาทิตย์- นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมนี้ได้ สิ่งที่น่าสนใจก็คือ ดาวแคระน้ำตาลบางครั้งก็มีดาวเคราะห์นอกระบบเช่นเดียวกับดาวทั่วไป มีหลายระบบที่ทราบกันว่าดาวแคระน้ำตาลล้อมรอบวัตถุขนาดใหญ่หรือแม้แต่ดาวคู่

วลาดิเมียร์ โคโรเลฟ