Коричневый карлик

Художественное представление о коричневом карлике Т-типа.

Сравнение: большинство коричневых карликов по объему немного больше Юпитера (15–20%), но они по-прежнему в 80 раз массивнее из-за большей плотности. Изображение дано в масштабе: радиус Юпитера в 11 раз больше радиуса Земли, а радиус Солнца в 10 раз больше радиуса Юпитера.

Коричневые карлики — это субзвездные объекты , которые имеют большую массу, чем самые большие газовые планеты-гиганты, но меньшую, чем наименее массивные главной последовательности звезды . Их масса примерно в 13–80 раз больше массы Юпитера ( М _Дж ). — недостаточно большой, чтобы поддерживать ядерный синтез обычного водорода ( ¹ H ) в гелий в своих ядрах, но достаточно массивные, чтобы выделять некоторое количество света и тепла в результате синтеза дейтерия ( ² Х ). Самые массивные (> 65   МДж ₎ способны плавить литий ( ⁷ Что ).

Астрономы классифицируют самосветящиеся объекты по спектральному классу — различию, тесно связанному с температурой поверхности, а коричневые карлики относятся к типам M, L, T и Y. Поскольку коричневые карлики не подвергаются стабильному синтезу водорода, они со временем остывают, постепенно переходя через более поздние спектральные классы по мере старения.

Их название происходит не от цвета излучаемого ими света, а от того, что по размеру они попадают между звездами -белыми карликами и «темными» планетами. Невооруженному глазу коричневые карлики будут казаться разными цветами в зависимости от их температуры. Самые теплые, возможно, оранжевые или красные. в то время как более холодные коричневые карлики, скорее всего, покажутся пурпурными или черными. человеческому глазу Коричневые карлики могут быть полностью конвективными , без слоев и химической дифференциации по глубине.

Хотя первоначально их существование было выдвинуто в 1960-х годах, первые однозначные коричневые карлики были открыты только в середине 1990-х годов. Поскольку коричневые карлики имеют относительно низкую температуру поверхности, они не очень яркие в видимых длинах волн, излучая большую часть своего света в инфракрасном диапазоне . Однако с появлением более эффективных устройств обнаружения инфракрасного излучения были идентифицированы тысячи коричневых карликов. Ближайшие известные коричневые карлики расположены в системе Лумана 16 , двойной системе коричневых карликов L- и Т-типа, расположенной примерно в 6,5 световых годах (2,0 парсека ) от Солнца. Луман 16 — третья ближайшая к Солнцу система после Альфы Центавра и Звезды Барнарда .

История

Меньший объект — Глизе 229B, примерно в 20–50 раз больше массы Юпитера, вращающийся вокруг звезды Глизе 229 . Он находится в созвездии Лепус , примерно в 19 световых годах от Земли.

Раннее теоретизирование

Планеты, коричневые карлики, звезды (не в масштабе)

Объекты, которые сейчас называются «коричневыми карликами», были теоретически обоснованы Шивом С. Кумаром в 1960-х годах и первоначально назывались черными карликами . классификация темных субзвездных объектов, свободно плавающих в космосе, которые не были достаточно массивными, чтобы поддерживать синтез водорода. Однако (а) термин «черный карлик» уже использовался для обозначения холодного белого карлика ; (б) красные карлики сжигают водород; и (в) эти объекты могут светиться в видимом диапазоне волн на ранних этапах своей жизни. Из-за этого были предложены альтернативные названия этим объектам, в том числе планетарные и субзвездные . В 1975 году Джилл Тартер предложила термин «коричневый карлик», используя «коричневый» в качестве приблизительного цвета.

Термин «черный карлик» по-прежнему относится к белому карлику , который остыл до такой степени, что больше не излучает значительное количество света. Однако время, необходимое даже самому белому карлику с наименьшей массой, чтобы остыть до этой температуры , по расчетам, превышает текущий возраст Вселенной; следовательно, ожидается, что такие объекты еще не существуют.

Ранние теории, касающиеся природы звезд с наименьшей массой и предела горения водорода , предполагали, что объект популяции I с массой менее 0,07 солнечной массы ( M _☉ ) или объект популяции II менее 0,09 M _☉ никогда не пройдет нормальное испытание. звездную эволюцию и стал бы полностью выродившейся звездой . Первый самосогласованный расчет минимальной массы горящего водорода подтвердил значение от 0,07 до 0,08 солнечной массы для объектов популяции I.

Дейтериевый синтез

Открытие дейтерия, сгорающего до 0,013 М _☉ ( 13,6 М _Дж ), и влияние образования пыли в холодных внешних атмосферах коричневых карликов в конце 1980-х годов поставили эти теории под сомнение. Однако такие объекты было трудно найти, поскольку они почти не излучают видимого света. Их самое сильное излучение приходится на инфракрасный (ИК) спектр, а наземные ИК-детекторы в то время были слишком неточными, чтобы легко идентифицировать коричневые карлики.

С тех пор эти объекты были предметом многочисленных поисков различными методами. Эти методы включали обзоры многоцветных изображений вокруг звезд поля, обзоры изображений слабых спутников карликов главной последовательности и белых карликов , обзоры молодых звездных скоплений и мониторинг лучевых скоростей для близких спутников.

ГД 165Б и класс Л

Многие годы попытки обнаружить коричневые карлики были безуспешными. слабый спутник белого карлика GD 165 Однако в 1988 году в ходе инфракрасного поиска белых карликов был обнаружен . Спектр компаньона GD 165B был очень красным и загадочным, не показывая ни одной из особенностей, ожидаемых от красного карлика малой массы . Стало ясно, что GD 165B следует классифицировать как гораздо более крутой объект, чем последние известные на тот момент М- карлики. GD 165B оставалась уникальной в течение почти десятилетия, пока в 1997 году не появился двухмикронный обзор всего неба ( 2MASS ), который обнаружил множество объектов со схожими цветами и спектральными характеристиками.

Сегодня GD 165B признан прототипом класса объектов, называемых сейчас « L- карликами».

Хотя открытие самого холодного карлика имело в то время большое значение, спорили, будет ли GD 165B классифицироваться как коричневый карлик или просто как звезда с очень малой массой, поскольку с точки зрения наблюдений отличить их очень трудно.

Вскоре после открытия GD 165B появились сообщения о других кандидатах в коричневые карлики. Однако большинству из них не удалось оправдать свою кандидатуру, поскольку отсутствие лития показало, что они являются звездными объектами. Настоящие звезды сжигают свой литий в течение немногим более 100 млн лет , тогда как коричневые карлики (которые, как это ни странно, могут иметь температуру и светимость, аналогичные настоящим звездам) этого не делают. Следовательно, обнаружение лития в атмосфере объекта старше 100 млн лет гарантирует, что это коричневый карлик.

Глизе 229B и класс Т

Первый коричневый карлик класса «Т» был открыт в 1994 году Калифорнийского технологического института астрономами Шринивасом Кулкарни , Тадаши Накадзимой, Китом Мэтьюзом и Ребеккой Оппенгеймер . и Университета Джонса Хопкинса ученые Сэмюэл Т. Дюрранс и Дэвид Голимовски. В 1995 году она была подтверждена как субзвездный компаньон Глизе 229 . Глизе 229b — один из первых двух явно свидетельствующих о наличии коричневого карлика, наряду с Тейде 1 . Подтверждено в 1995 году, оба были идентифицированы по наличию линии лития 670,8 нм. Было обнаружено, что последняя имеет температуру и светимость значительно ниже звездного диапазона.

Его ближний инфракрасный спектр ясно демонстрировал полосу поглощения метана на расстоянии 2 микрометров — особенность, которая ранее наблюдалась только в атмосферах планет-гигантов и в атмосфере Сатурна спутника Титана . Поглощение метана не ожидается ни при какой температуре звезды главной последовательности. Это открытие помогло установить еще один спектральный класс, даже более холодный, чем L- карлики, известный как « Т- карлики», прототипом которого является Глизе 229B.

Тейде 1 и класс М

Первый подтвержденный коричневый карлик класса «М» был открыт испанскими астрофизиками Рафаэлем Реболо (руководитель группы), Марией Розой Сапатеро-Осорио и Эдуардо Л. Мартином в 1994 году. Этот объект, найденный в рассеянном скоплении Плеяды , получил имя Тейде 1 . Статья об открытии была отправлена ​​в журнал Nature в мае 1995 года и опубликована 14 сентября 1995 года. Nature выделила на первой странице этого номера фразу «Обнаружены коричневые карлики, официально».

Тейде-1 был обнаружен на изображениях, собранных командой IAC 6 января 1994 года с помощью 80-сантиметрового телескопа (IAC 80) в обсерватории Тейде , а его спектр был впервые записан в декабре 1994 года с помощью 4,2-метрового телескопа Уильяма Гершеля в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос. (Ла Пальма). Расстояние, химический состав и возраст Тейде 1 можно было установить благодаря его принадлежности к молодому звездному скоплению Плеяды. Используя самые передовые на тот момент модели звездной и субзвездной эволюции, команда оценила массу Тейде-1 в ± 15   МДж ₅₅ . что ниже предела звездной массы. Объект стал упоминаться в последующих работах, посвященных молодым коричневым карликам.

Теоретически коричневый карлик с энергией ниже не   способен _{65 МДж} сжигать литий путем термоядерного синтеза на любом этапе своей эволюции. Этот факт является одним из принципов испытаний лития , используемых для суждения о субзвездной природе астрономических тел малой светимости и низкой температуры поверхности.

Высококачественные спектральные данные, полученные телескопом Кек-1 в ноябре 1995 года, показали, что Тейде-1 все еще имел первоначальное содержание лития, как в исходном молекулярном облаке, из которого сформировались звезды Плеяды, что доказывает отсутствие термоядерного синтеза в его ядре. Эти наблюдения подтвердили, что Тейде 1 является коричневым карликом, а также эффективность спектроскопического литиевого теста .

Некоторое время Тейде-1 был самым маленьким известным объектом за пределами Солнечной системы, который был идентифицирован путем прямых наблюдений. С тех пор было идентифицировано более 1800 коричневых карликов. даже некоторые очень близкие к Земле, такие как Эпсилон Инди Ba и Bb, пара коричневых карликов, гравитационно связанных с солнцеподобной звездой в 12 световых годах от Солнца, и Луман 16, двойная система коричневых карликов в 6,5 световых годах от Солнца.

Теория

Диаграмма Герцшпрунга – Рассела

Спектральный тип

ТО

Б

А

Ф

Г

К

М

л

Т

Коричневые карлики

Белые карлики

Красные карлики

субкарлики

Основная последовательность
(«карлики»)

Субгиганты

Гиганты

Красные гиганты

Голубые гиганты

Яркие гиганты

Сверхгиганты

Красный сверхгигант

Гипергиганты

абсолютный
машины
стиль
(М _В )

Стандартный механизм рождения звезд – гравитационный коллапс холодного межзвездного облака газа и пыли. Когда облако сжимается, оно нагревается за счет механизма Кельвина-Гельмгольца . В начале процесса сжимающийся газ быстро излучает большую часть энергии, позволяя коллапсу продолжаться. В конце концов, центральная область становится достаточно плотной, чтобы улавливать излучение. Следовательно, центральная температура и плотность коллапсирующего облака со временем резко возрастают, замедляя сжатие, пока условия не станут достаточно горячими и плотными для того, чтобы в ядре протозвезды произошли термоядерные реакции . Для типичной звезды давление газа и излучения, создаваемое реакциями термоядерного синтеза внутри ее ядра, будет поддерживать ее против любого дальнейшего гравитационного сжатия. Гидростатическое равновесие достигнуто, и звезда проведет большую часть своей жизни, превращая водород в гелий, как звезда главной последовательности.

Если, однако, первоначальный масса протозвезды меньше примерно 0,08 M _​​☉ , обычные реакции термоядерного синтеза водорода не воспламеняются в активной зоне. Гравитационное сжатие не нагревает маленькую протозвезду очень эффективно, и прежде чем температура в ядре сможет увеличиться настолько, чтобы вызвать термоядерный синтез, плотность достигнет точки, в которой электроны станут достаточно плотно упакованными, чтобы создать давление квантового электронного вырождения . Согласно моделям внутреннего пространства коричневых карликов, типичные условия в ядре по плотности, температуре и давлению будут следующими:

• $10\,\mathrm {g/cm^{3}} \,\lesssim \,\rho _{c}\,\lesssim \,10^{3}\,\mathrm {{g}/{cm^{3}}}$
• $T_{c}\lesssim 3\times 10^{6}\,\mathrm {K}$
• $P_{c}\sim 10^{5}\,\mathrm {Mbar} .$

Это означает, что протозвезда недостаточно массивна и плотна, чтобы когда-либо достичь условий, необходимых для поддержания термоядерного синтеза водорода. Давление электронного вырождения не позволяет падающему веществу достичь необходимых плотностей и давлений.

Дальнейшее гравитационное сжатие предотвращается, и в результате получается коричневый карлик, который просто охлаждается, излучая свою внутреннюю тепловую энергию. Обратите внимание, что в принципе коричневый карлик может медленно наращивать массу выше предела горения водорода, не инициируя синтез водорода. Это могло произойти посредством массопереноса в двойной системе коричневых карликов.

Коричневые карлики большой массы против звезд малой массы

Литий обычно присутствует в коричневых карликах, а не в звездах малой массы. Звезды, достигающие высокой температуры, необходимой для синтеза водорода, быстро истощают запасы лития. синтез лития-7 и протона Происходит с образованием двух ядер гелия-4 . Температура, необходимая для этой реакции, чуть ниже температуры, необходимой для синтеза водорода. Конвекция в звездах малой массы гарантирует, что литий во всем объеме звезды в конечном итоге истощается. Таким образом, наличие спектральной линии лития у кандидата в коричневые карлики является убедительным индикатором того, что это действительно субзвездный объект.

Литиевый тест

Использование лития для различения кандидатов в коричневые карлики от звезд малой массы обычно называют литиевым тестом , и его впервые использовали Рафаэль Реболо , Эдуардо Мартин и Антонио Магаццу . Однако литий наблюдается и у очень молодых звезд, которые еще не успели его полностью сжечь.

Более тяжелые звезды, такие как Солнце, также могут сохранять литий в своих внешних слоях, которые никогда не нагреваются настолько, чтобы расплавить литий, и чей конвективный слой не смешивается с ядром, где литий быстро истощается. Эти более крупные звезды легко отличить от коричневых карликов по размеру и светимости.

И наоборот, коричневые карлики с верхним пределом своего диапазона масс могут быть достаточно горячими, чтобы истощить запасы лития, когда они молоды. Карлики с массой более 65   МДж _{могут сжечь свой литий к тому времени ,} когда им исполнится полмиллиарда лет; таким образом, тест на литий не идеален.

Атмосферный метан

В отличие от звезд, старые коричневые карлики иногда достаточно холодны, и в течение очень длительных периодов времени их атмосфера может собирать наблюдаемые количества метана , который не может образовываться в более горячих объектах. К карликам, подтвержденным таким образом, относятся Gliese 229 B.

Железные, силикатные и сульфидные облака

Звезды главной последовательности остывают, но в конечном итоге достигают минимальной болометрической светимости , которую они могут поддерживать за счет устойчивого термоядерного синтеза. Эта светимость варьируется от звезды к звезде, но обычно составляет не менее 0,01% от солнечной. Коричневые карлики постепенно остывают и темнеют на протяжении всей своей жизни; достаточно старые коричневые карлики будут слишком тусклыми, чтобы их можно было обнаружить.

Модели облаков для ранних коричневых карликов Т-типа SIMP J0136+09 и 2MASS J2139+02 (две панели слева) и позднего коричневого карлика Т-типа 2M0050–3322.

Облака используются для объяснения ослабления спектральной линии гидрида железа (FeH) у поздних L-карликов. Железные облака истощают FeH в верхних слоях атмосферы, а слой облаков закрывает вид на нижние слои, все еще содержащие FeH. Более позднее усиление этого химического соединения при более низких температурах у средних и поздних Т-карликов объясняется возмущенными облаками, которые позволяют телескопу заглянуть в более глубокие слои атмосферы, которые все еще содержат FeH. Молодые L/T-карлики (L2-T4) демонстрируют высокую изменчивость , которую можно объяснить облаками, горячими точками, магнитными полярными сияниями или термохимической нестабильностью. Облака этих коричневых карликов объясняются либо железными облаками различной толщины, либо нижним толстым слоем железных облаков и верхним силикатным слоем облаков. Этот верхний слой силикатного облака может состоять из кварца , энстатита , корунда и/или фостерита . Однако неясно, всегда ли необходимы силикатные облака для молодых объектов. Поглощение силикатов можно непосредственно наблюдать в среднем инфракрасном диапазоне от 8 до 12 мкм. Наблюдения с помощью Spitzer IRS показали, что поглощение силикатов является обычным, но не повсеместным явлением для карликов L2-L8. Кроме того, MIRI наблюдал поглощение силикатов в спутнике планетарной массы VHS 1256b .

Железный дождь как часть процессов атмосферной конвекции возможен только у коричневых карликов, а не у малых звезд. Спектроскопические исследования железного дождя все еще продолжаются, но не все коричневые карлики всегда будут иметь эту атмосферную аномалию. В 2013 году вокруг компонента B в соседней системе Луман-16 было получено изображение гетерогенной, содержащей железо атмосферы.

Для поздних коричневых карликов Т-типа было проведено лишь несколько поисков переменных. По прогнозам, тонкие слои облаков образуются в поздних Т-карликах из хрома и хлорида калия , а также нескольких сульфидов . Эти сульфиды представляют собой сульфид марганца , сульфид натрия и сульфид цинка . Переменная T7-карлик 2M0050–3322 имеет верхний слой облаков хлорида калия, средний слой облаков сульфида натрия и нижний слой облаков сульфида марганца. Пятнистые облака двух верхних слоев облаков могут объяснить, почему полосы метана и водяного пара непостоянны.

При самых низких температурах Y-карлика WISE 0855-0714 неоднородные облачные слои облаков сульфидов и водяного льда могли покрывать 50% поверхности.

Коричневые карлики малой массы против планет большой массы

Художественная концепция коричневого карлика вокруг звезды HD 29587 , спутника, известного как HD 29587 b , масса которого оценивается примерно в 55 масс Юпитера.

Как и звезды, коричневые карлики формируются независимо, но, в отличие от звезд, им не хватает массы, чтобы «зажечь» термоядерный синтез водорода. Как и все звезды, они могут возникать поодиночке или в непосредственной близости от других звезд. Некоторые вращаются вокруг звезд и могут, как и планеты, иметь эксцентричные орбиты.

Неясности в отношении размера и сжигания топлива

Все коричневые карлики примерно такого же радиуса, как Юпитер. В верхней части диапазона их масс ( 60–90   МДж ₎ объем коричневого карлика определяется в первую очередь давлением электронного вырождения , как у белых карликов; в нижней части диапазона ( 10   МДж ₎ их объем определяется в первую очередь кулоновским давлением , как и у планет. Конечным результатом является то, что радиусы коричневых карликов различаются всего на 10–15% в диапазоне возможных масс. Более того, соотношение массы и радиуса не показывает никаких изменений от примерно одной массы Сатурна до начала горения водорода ( 0,080 ± 0,008 M _☉ ), что позволяет предположить, что с этой точки зрения коричневые карлики являются просто планетами-гигантами с большой массой. Это может затруднить их отличие от планет.

Кроме того, многие коричневые карлики не подвергаются слиянию; даже те, что находятся в верхнем диапазоне масс (более 60   МДж ₎ , остывают достаточно быстро, и через 10 миллионов лет они больше не подвергаются термоядерному синтезу .

Тепловой спектр

Рентгеновские и инфракрасные спектры являются явными признаками коричневых карликов. Некоторые излучают рентгеновские лучи ; и все «теплые» карлики продолжают ярко светиться в красном и инфракрасном спектрах, пока не остынут до планетных температур (ниже 1000 К).

Газовые гиганты имеют некоторые характеристики коричневых карликов. Как и Солнце, Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Сатурн почти такого же размера, как Юпитер, хотя его масса составляет всего 30%. Три планеты-гиганта Солнечной системы (Юпитер, Сатурн и Нептун ) излучают гораздо больше (примерно вдвое) тепла, чем получают от Солнца. Все четыре планеты-гиганта имеют свои «планетные» системы в виде обширных лунных систем.

Текущий стандарт IAU

В настоящее время Международный астрономический союз считает объект с массой выше (   предельная _{13 МДж} масса для термоядерного синтеза дейтерия) коричневым карликом, тогда как объект с меньшей массой (и вращающийся вокруг звезды или звездного остатка) считается планетой. Минимальная масса, необходимая для запуска устойчивого горения водорода (около 80   МДж ₎ , образует верхний предел определения.

Также обсуждается, будут ли коричневые карлики лучше определяться процессом их образования, а не теоретическими пределами массы, основанными на реакциях ядерного синтеза. Согласно этой интерпретации, коричневые карлики — это те объекты, которые представляют собой продукты процесса звездообразования с наименьшей массой , а планеты — это объекты, образовавшиеся в аккреционном диске, окружающем звезду. Считается , что самые холодные обнаруженные свободно плавающие объекты, такие как WISE 0855 , а также известные молодые объекты с наименьшей массой, такие как J318.5-22 , имеют массы ниже 13   МДж _PSO , и в результате их иногда называют как объекты планетарной массы из-за неоднозначности того, следует ли их рассматривать как планеты-изгои или коричневые карлики. Известны объекты планетарной массы, обращающиеся вокруг коричневых карликов, такие как 2M1207b , MOA-2007-BLG-192Lb , 2MASS J044144b и Oph 98 B.

Обрезание массы 13 Юпитера — это скорее эмпирическое правило, чем величина, имеющая точное физическое значение. Более крупные объекты сожгут большую часть своего дейтерия, а меньшие — лишь немного, а значение массы 13 Юпитера находится где-то посередине. Количество сгоревшего дейтерия также в некоторой степени зависит от состава объекта, в частности, от количества присутствующих гелия и дейтерия , а также от доли более тяжелых элементов, что определяет непрозрачность атмосферы и, следовательно, скорость радиационного охлаждения.

По состоянию на 2011 год в Энциклопедию внесолнечных планет были включены объекты массой до 25 масс Юпитера, в которых говорилось: «Тот факт, что в наблюдаемом спектре масс нет никаких особенностей около 13   M _{Юпитера,} усиливает решение забыть об этом пределе массы». С 2016 года этот предел был увеличен до 60 масс Юпитера. на основе изучения зависимости массы от плотности.

В Exoplanet Data Explorer включены объекты массой до 24 Юпитера с предупреждением: «Выделение 13 масс Юпитера Рабочей группой МАС физически необоснованно для планет со скалистым ядром и проблематично для наблюдений из-за греховной двусмысленности ». включает Архив экзопланет НАСА объекты с массой (или минимальной массой), равной или меньшей 30 масс Юпитера.

Субкоричневый карлик

Основная статья: Субкоричневый карлик

Сравнение размеров Солнца , молодого коричневого карлика, и Юпитера . По мере старения коричневого карлика он постепенно остывает и сжимается.

Объекты с энергией ниже ,   называемые _{13 МДж} субкоричневыми карликами или коричневыми карликами планетарной массы , формируются таким же образом, как звезды и коричневые карлики (т.е. в результате коллапса газового облака ), но имеют массу ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерий .

Некоторые исследователи называют их свободно плавающими планетами. тогда как другие называют их коричневыми карликами планетарной массы.

Роль других физических свойств в оценке массы

Хотя спектроскопические особенности могут помочь отличить маломассивные звезды от коричневых карликов, часто необходимо оценить массу, чтобы прийти к какому-то выводу. Теория, лежащая в основе оценки массы, заключается в том, что коричневые карлики с одинаковой массой формируются аналогичным образом и при формировании являются горячими. Некоторые из них имеют спектральные классы, подобные звездам малой массы, например 2M1101AB . По мере остывания коричневые карлики должны сохранять диапазон светимости в зависимости от массы. Без возраста и светимости оценить массу сложно; например, коричневый карлик L-типа может быть старым коричневым карликом с большой массой (возможно, звездой малой массы) или молодым коричневым карликом с очень низкой массой. Для Y-карликов это меньшая проблема, поскольку они остаются объектами малой массы вблизи предела субкоричневых карликов даже при относительно высоких оценках возраста. Для карликов L и T по-прежнему полезно иметь точную оценку возраста. Светимость здесь является менее важным свойством, поскольку ее можно оценить по спектральному распределению энергии . Оценку возраста можно выполнить двумя способами. Либо коричневый карлик молод и все еще имеет спектральные особенности, связанные с молодостью, либо коричневый карлик движется вместе со звездой или звездной группой ( звездным скоплением или ассоциацией ), где оценки возраста легче получить. Очень молодой коричневый карлик, который дополнительно изучался этим методом, — это 2M1207 и его спутник 2M1207b . На основании местоположения, собственного движения возрастом около 8 миллионов лет и спектральной характеристики этот объект был определен как принадлежащий к ассоциации TW Hydrae , а масса вторичного объекта была определена как 8 ± 2 M _Дж , что ниже массы дейтерия. предел горения. Примером очень старого возраста, полученного методом совместного движения, является двойная система коричневый карлик + белый карлик COCONUTS-1, при этом белый карлик оценивается в 7,3 +2,8.
−1,6 миллиарда лет . В этом случае масса не была оценена с учетом полученного возраста, но совместное движение позволило точно оценить расстояние с использованием Гайи параллакса . Используя это измерение, авторы оценили радиус, который затем был использован для оценки массы коричневого карлика как 15,4 +0,9.
−0,8 М _Дж .

Наблюдения

Классификация коричневых карликов

Спектральный класс М

Художественное видение карлика позднего М

Это коричневые карлики со спектральным классом М5,5 или выше; их еще называют карликами позднего М. Некоторые ученые считают их красными карликами . Все коричневые карлики спектрального класса М — молодые объекты, такие как Тейде 1 , который является первым обнаруженным коричневым карликом М-типа, и LP 944-20 , ближайший коричневый карлик М-типа.

Спектральный класс L

Художественная концепция L-карлика

Определяющей характеристикой спектрального класса M, самого холодного типа в давней классической звездной последовательности, является оптический спектр, в котором преобладают полосы поглощения молекул оксида титана (II) (TiO) и оксида ванадия (II) (VO). Однако GD 165 B, крутой компаньон белого карлика GD 165 , не имел ни одной из характерных особенностей TiO, характерных для M-карликов. Последующая идентификация многих объектов, таких как GD 165B, в конечном итоге привела к определению нового спектрального класса — L-карликов , определяемого в красной оптической области спектра не полосами поглощения оксидов металлов (TiO, VO), а гидридами металлов. полосы эмиссии ( FeH , CrH , MgH , CaH ) и заметные атомные линии щелочных металлов (Na, K, Rb, Cs). По состоянию на 2013 год было идентифицировано более 900 L-карликов, в основном это широкоугольные обзоры: Двухмикронный обзор всего неба ( 2MASS ), Обзор южного неба в глубоком ближнем инфракрасном диапазоне (DENIS) и Слоановский цифровой обзор неба (SDSS). В этот спектральный класс также входят самые холодные звезды главной последовательности (> 80 M _Дж ), которые имеют спектральные классы от L2 до L6.

Спектральный класс Т

Художественная концепция Т-карлика

Поскольку GD 165B является прототипом L-карликов, Gliese 229 B является прототипом второго нового спектрального класса, T-карликов . Т-карлики розовато-пурпурные. В то время как спектры L-карликов в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) показывают сильные полосы поглощения H ₂ O и монооксида углерода (CO), в NIR-спектре Gliese 229B преобладают полосы поглощения метана (CH ₄ ), особенность, которая в Солнечной системе Система встречается только у планет-гигантов и Титана . CH ₄ , H ₂ O и молекулярный водород (H ₂ ) в результате столкновения (CIA) дают Gliese 229B синие цвета в ближнем инфракрасном диапазоне. и вместо этого на него влияют исключительно широкие особенности поглощения щелочных металлов Na и K. В его круто наклоненном красном оптическом спектре также отсутствуют полосы FeH и CrH, которые характеризуют L-карлики , Эти различия побудили Дж. Дэви Киркпатрика предложить спектральный класс T для объектов, демонстрирующих поглощение CH ₄ в H- и K-диапазонах . По состоянию на 2013 год было известно 355 Т-карликов. Схемы классификации NIR T-карликов недавно были разработаны Адамом Бургассером и Томом Гебалле. Теория предполагает, что L-карлики представляют собой смесь звезд очень малой массы и субзвездных объектов (коричневых карликов), тогда как класс T-карликов полностью состоит из коричневых карликов. Из-за поглощения натрия и калия в зеленой части спектра Т-карликов фактический вид Т-карликов для зрительного восприятия человека оценивается не как коричневый, а как пурпурный . Коричневые карлики Т-класса, такие как WISE 0316+4307 , были обнаружены на расстоянии более 100 световых лет от Солнца.

Спектральный класс Y

Видение художника Y-карлика

В 2009 году самые холодные из известных коричневых карликов имели эффективную температуру от 500 до 600 К (227–327 ° C ; 440–620 ° F ), и им был присвоен спектральный класс T9. Три примера — коричневые карлики CFBDS J005910.90–011401.3 , ULAS J133553.45+113005.2 и ULAS J003402.77-005206.7 . Спектры этих объектов имеют пики поглощения около 1,55 микрометра. Делорм и др. предположили, что эта особенность связана с поглощением аммиака и что это следует рассматривать как указание на переход T – Y, что делает эти объекты типа Y0. Однако эту особенность трудно отличить от поглощения водой и метаном . и другие авторы заявили, что присвоение класса Y0 преждевременно.

Первое спектральное распределение энергии Y-карлика JWST позволило наблюдать несколько полос молекул в атмосфере Y0-карлика WISE 0359-5401 . Наблюдения охватывали спектроскопию от 1 до 12 мкм и фотометрию при 15, 18 и 21 мкм. Молекулы воды (H ₂ O), метана (CH ₄ ), оксида углерода (CO), диоксида углерода (CO ₂ ) и аммиака (NH ₃ ) были обнаружены в WISE 0359-5401. Многие из этих особенностей ранее наблюдались у этого Y-карлика и более теплых Т-карликов другими обсерваториями, но JWST смогла наблюдать их в одном спектре. Метан является основным резервуаром углерода в атмосфере WISE 0359–5401, но углерода еще осталось достаточно для образования обнаруживаемого угарного газа (4,5–5,0 мкм) и углекислого газа (4,2–4,35 мкм) в Y-карлике. . До JWST было трудно обнаружить аммиак, поскольку он сочетался со свойством поглощения воды в ближнем инфракрасном диапазоне, а также в диапазоне 5,5–7,1 мкм. На более длинных волнах 8,5–12 мкм в спектре WISE 0359–5401 преобладает поглощение аммиака. На расстоянии 3 мкм имеется еще один новый обнаруженный признак аммиака.

Более холодная нижняя атмосфера

Обычно коричневые карлики имеют профиль давления – температуры (P–T) в адиабатической форме, что означает, что давление и температура увеличиваются с глубиной. Спектроскопия и фотометрия JWST позволяют предположить, что Y-карлики имеют P – T-профили, отличные от стандартной адиабатической формы. Это означает, что верхние слои атмосферы имеют более высокую температуру, а нижние слои атмосферы имеют более низкую температуру. Это объясняется быстрым вращением этих изолированных объектов. Быстрое вращение приводит к динамическим, тепловым и химическим изменениям, которые нарушают конвективный перенос тепла из нижних слоев атмосферы в верхние. Этот другой профиль P – T влияет на форму спектра и на состав углерод- и азотсодержащих молекул в атмосфере Y-карликов.

Отдельные открытия Y-карликов

Хронология открытия Y-карликов:

• Апрель 2010 г.: Два недавно открытых ультрахолодных субкоричневых карлика ( UGPS 0722-05 и SDWFS 1433+35) были предложены в качестве прототипов спектрального класса Y0.

• Февраль 2011 г.: Луман и др. сообщил об открытии WD 0806-661 B , коричневого карлика-компаньона соседнего белого карлика, с температурой c. 300 К (27 ° C; 80 ° F) и масса 7   М _Дж . Несмотря на планетарную массу, Родригес и др. предполагают, что он вряд ли сформировался таким же образом, как планеты.

• Февраль 2011 г.: Вскоре после этого Лю и др. опубликовал отчет об «очень холодном» (около 370 К (97 ° C; 206 ° F)) коричневом карлике, вращающемся вокруг другого коричневого карлика с очень малой массой, и отметил: «Учитывая его низкую светимость, нетипичные цвета и низкую температуру, CFBDS J1458+10B — многообещающий кандидат на гипотетический спектральный класс Y».

• НАСА Август 2011 г.: Ученые, используя данные широкоугольного инфракрасного исследовательского центра (WISE), обнаружили шесть объектов, которые они классифицировали как Y-карлики с температурой до 25 ° C (298 K; 77 ° F). Они были опубликованы в двух статьях.

WISE 0458+6434 — первый ультрахолодный коричневый карлик (зеленая точка), обнаруженный WISE . Зеленый и синий цвета происходят от инфракрасных волн, сопоставленных с видимыми цветами.

• Июль 2012 г.: было обнаружено семь новых Y-карликов, в результате чего общее количество подтвержденных Y-карликов составило четырнадцать. Один из Y-карликов, названный WISE 1828+2650 , по состоянию на август 2011 года был рекордсменом среди самых холодных коричневых карликов — вообще не излучающий видимого света, этот тип объектов больше напоминает свободно плавающую планету, чем звезду. Первоначально предполагалось, что WISE 1828+2650 имеет температуру атмосферы ниже 300 К (27 ° C; 80 ° F). С тех пор его температура была пересмотрена, и по новым оценкам она находится в диапазоне от 250 до 400 К (от -23 до 127 ° C; от -10 до 260 ° F).

• Ноябрь 2012 г.: WISE J1639-6847 обнаружен . По состоянию на февраль 2024 года это был второй ближайший к Земле известный Y-карлик.
• Апрель 2014 г.: было объявлено о WISE 0855-0714 с температурным профилем от 225 до 260 К (-48--13 ° C; -55-8 ° F) и массой от до 10   МДж ₃ . Он был необычен еще и тем, что его наблюдаемый параллакс означал расстояние, близкое к 7,2 ± 0,7 светового года от Солнечной системы.
• Y-карлик WISE J2209+2711 . Май 2014 г.: опубликован
• Ноябрь 2014 г.: объект WISEA J1141-3326 оценивается как Y-карлик. и позже это подтвердилось.
• карликовая двойная система T+Y WISE J0146+4234 AB . Апрель 2015 г.: открыта
• Май 2015: С помощью Хаббла были обнаружены три Y-карлика, в результате чего общее количество подтвержденных Y-карликов достигло 21.
• Июнь 2018 г.: WISEA J0302-5817 был опубликован как Y-карлик, а WISEA J1141-3326 был подтвержден как Y-карлик.
• Август 2019 г.: поиск в каталоге CatWISE выявил CWISEP J1935-1546 , одного из самых холодных коричневых карликов с расчетной температурой от 270 до 360 К (-3–87 ° C; 26–188 ° F). В 2023 году было объявлено, что у CWISEP J1935-1546 произошел выброс метана из-за полярного сияния.
• Январь 2020 г.: В январе 2020 г. открытие WISE J0830+2837 , первоначально открытое гражданскими учеными проекта Backyard Worlds , было представлено на 235-м собрании Американского астрономического общества . Этот Y-карлик находится на расстоянии 36,5 световых лет от Солнечной системы и имеет температуру около 350 К (77 ° C; 170 ° F).

• Февраль 2020 г.: Каталог CatWISE объединил исследования НАСА WISE и NEOWISE . Он расширил число слабых источников и поэтому использовался для поиска самых слабых коричневых карликов, включая Y-карликов. Исследователи CatWISE обнаружили семнадцать кандидатов в карлики Y. Первоначальный цвет, полученный космическим телескопом Спитцер, показал, что CW1446 — один из самых красных и холодных Y-карликов. Дополнительные данные со Спитцера показали, что CW1446 является пятым по красности коричневым карликом с температурой от 310 до 360 К (37–87 ° C; 98–188 ° F) и расстоянием около 10 парсеков.
• Август 2020 г.: в рамках проекта Backyard Worlds были обнаружены пять кандидатов в Y-карлики.
• Апрель 2021 г.: команды CatWISE и Backyard Worlds опубликовали новых кандидатов в Y-карлики в совместной статье.
• Август 2021 г.: Росс 19B , старый объект вблизи границы T/Y, вращающийся вокруг М-карлика, был обнаружен командой Backyard Worlds.
• Апрель 2023 г.: WISE J0336-0143 был подтвержден как двойная система Y-карлика с помощью JWST. Вторичный элемент B, вероятно, является одним из самых холодных подтвержденных Y-карликов по состоянию на декабрь 2023 года с расчетной температурой от 246 до 404 К (-27–131 ° C; -17–268 ° F).
• Ноябрь 2023 г.: CWISE J1055+5443 , объект, ранее классифицированный как T-карлик, был подтвержден как ближайший Y-карлик.
• Декабрь 2023 г.: опубликованы три новых кандидата в Y-карлики. Общее количество подтвержденных Y-карликов составило 27, и по состоянию на февраль 2024 года существовало еще 30 кандидатов в Y-карлики.
• Январь 2024 г.: с помощью JWST были обнаружены две планеты-кандидаты, вращающиеся вокруг белых карликов. Если спектроскопически подтвердится, они, вероятно, будут Y-карликами из-за их низкой расчетной температуры (T _eff <200 К).

Роль вертикального смешивания

Основные химические пути, связывающие окись углерода и метан. Короткоживущие радикалы отмечены точкой. Заимствовано у Zahnle & Marley

В атмосфере коричневых карликов, в которой преобладает водород, существует химическое равновесие между окисью углерода и метаном . Окись углерода реагирует с молекулами водорода образует метан и гидроксил и в этой реакции . Гидроксильный радикал позже может вступить в реакцию с водородом и образовать молекулы воды. В другом направлении реакции метан реагирует с гидроксилом и образует окись углерода и водород. Химическая реакция смещается в сторону монооксида углерода при более высоких температурах (L-карлики) и более низком давлении. При более низких температурах (T-карлики) и более высоком давлении реакция склоняется в сторону метана, и метан преобладает на границе T/Y. Однако вертикальное перемешивание атмосферы может привести к тому, что метан опустится в нижние слои атмосферы, а угарный газ поднимется из этих нижних и более горячих слоев. Оксид углерода медленно реагирует обратно в метан из-за энергетического барьера, который предотвращает разрыв связей CO . Это приводит к тому, что наблюдаемая атмосфера коричневого карлика находится в химическом неравновесии. Переход L/T в основном определяется переходом от атмосферы с преобладанием угарного газа у L-карликов к атмосфере с преобладанием метана у T-карликов. Таким образом, количество вертикального перемешивания может подтолкнуть L/T-переход к более низким или более высоким температурам. Это становится важным для объектов со умеренной поверхностной гравитацией и протяженной атмосферой, таких как гигантские экзопланеты . Это подталкивает переход L/T к более низким температурам для гигантских экзопланет. У коричневых карликов этот переход происходит при температуре около 1200 К. С другой стороны, экзопланета HR 8799c не содержит метана, хотя имеет температуру 1100 К.

Переход между Т- и Y-карликами часто определяют как 500 К из-за отсутствия спектральных наблюдений этих холодных и слабых объектов. Будущие наблюдения с помощью JWST и ELT могут улучшить выборку Y-карликов с наблюдаемыми спектрами. В Y-карликах преобладают глубокие спектральные особенности метана, водяного пара и, возможно, особенности поглощения аммиака и водяного льда . Вертикальное перемешивание, облака, металличность, фотохимия , молния , ударные толчки и металлические катализаторы могут влиять на температуру, при которой происходит переход L/T и T/Y.

Второстепенные особенности

Спектральные классы коричневых карликов

Второстепенные особенности
грудь	Этот суффикс (например, L2pec) означает «особый».
SD	Этот префикс (например, sdL0) обозначает субкарлик и указывает на низкую металличность и синий цвет.
б	Объекты с суффиксом бета (β) (например, L4β) имеют промежуточную поверхностную гравитацию.
с	Объекты с суффиксом гамма (γ) (например, L5γ) имеют низкую поверхностную гравитацию.
красный	Красный суффикс (например, L0red) обозначает объекты без признаков молодости, но с высокой запыленностью.
синий	Синий суффикс (например, L3blue) указывает на необычные синие цвета в ближнем инфракрасном диапазоне для L-карликов без явной низкой металличности.

Молодые коричневые карлики имеют низкую поверхностную гравитацию, поскольку они имеют больший радиус и меньшую массу, чем звезды поля аналогичного спектрального класса. Эти источники обозначаются буквой бета (β) для средней поверхностной гравитации или гамма (γ) для низкой поверхностной гравитации. Индикаторами низкой поверхностной силы тяжести являются слабые линии CaH, KI и NaI, а также сильная линия VO. Альфа (α) обозначает нормальную поверхностную гравитацию и обычно опускается. Иногда чрезвычайно низкую поверхностную силу тяжести обозначают дельтой (δ). Суффикс «pec» означает «особый»; этот суффикс до сих пор используется для других необычных особенностей и суммирует различные свойства, указывая на низкую поверхностную гравитацию, субкарлики и неразрешенные двойные системы. Префикс sd означает субдварф и включает только крутых субдварфов. Эта приставка указывает на низкую металличность и кинематические свойства, которые больше похожи на звезды гало, чем на звезды диска . Субкарлики кажутся более синими, чем дисковые объекты. Красный суффикс описывает предметы красного цвета, но более старшего возраста. Это интерпретируется не как низкая поверхностная гравитация, а как высокое содержание пыли. Синий суффикс описывает объекты синего цвета в ближнем инфракрасном диапазоне , которые нельзя объяснить низкой металличностью. Некоторые из них объясняются как двойные L+T, другие не являются двойными, например 2MASS J11263991-5003550 , и объясняются тонкими и/или крупнозернистыми облаками.

Спектральные и атмосферные свойства коричневых карликов

Художественная иллюстрация внутреннего строения коричневого карлика. Слои облаков на определенных глубинах смещаются в результате смещения слоев.

Большая часть потока, излучаемого L- и T-карликами, находится в ближнем инфракрасном диапазоне от 1 до 2,5 микрометра. Низкие и понижающиеся температуры в карликовых последовательностях поздних M, -L и -T приводят к появлению богатого ближнего инфракрасного спектра , содержащего широкий спектр особенностей: от относительно узких линий нейтральных атомных частиц до широких молекулярных полос, каждая из которых имеет различные зависимости от температуры, гравитации и металличности . Кроме того, эти низкие температуры способствуют конденсации из газового состояния и образованию зерен.

Ветер измерен (Spitzer ST; Artist Concept; 9 апреля 2020 г.)

до 750 К. Типичные атмосферы известных коричневых карликов имеют температуру от 2200 По сравнению со звездами, которые нагреваются за счет постоянного внутреннего синтеза, коричневые карлики со временем быстро остывают; более массивные карлики остывают медленнее, чем менее массивные. Есть некоторые свидетельства того, что охлаждение коричневых карликов замедляется при переходе между спектральными классами L и T (около 1000 К).

Наблюдения за известными кандидатами в коричневые карлики выявили закономерность осветления и затемнения инфракрасного излучения, которая предполагает относительно прохладные, непрозрачные узоры облаков, скрывающие горячую внутреннюю часть, раскачиваемую сильными ветрами. Считается, что погода на таких телах чрезвычайно сильная, сравнимая со знаменитыми штормами Юпитера, но намного превосходящая их.

8 января 2013 года астрономы с помощью космических телескопов НАСА «Хаббл» и «Спитцер» исследовали бурную атмосферу коричневого карлика по имени 2MASS J22282889–4310262 , создав самую подробную на данный момент «карту погоды» коричневого карлика. На нем изображены гонимые ветром облака размером с планету. Новое исследование является ступенькой к лучшему пониманию не только коричневых карликов, но и атмосфер планет за пределами Солнечной системы.

В апреле 2020 года ученые сообщили о скорости ветра +650 ± 310 метров в секунду (до 1450 миль в час) на близлежащем коричневом карлике 2MASS J10475385+2124234 . Для расчета измерений ученые сравнили вращательное движение атмосферных элементов, установленное по изменениям яркости, с электромагнитным вращением, создаваемым недрами коричневого карлика. Результаты подтвердили предыдущие прогнозы о том, что у коричневых карликов будут сильные ветры. Ученые надеются, что этот метод сравнения можно будет использовать для изучения динамики атмосфер других коричневых карликов и внесолнечных планет.

Методы наблюдения

Коричневые карлики Тейде 1 , Глизе 229 B и WISE 1828+2650 в сравнении с красным карликом Глизе 229А , Юпитером и нашим Солнцем

Коронографы недавно использовались для обнаружения слабых объектов, вращающихся вокруг ярких видимых звезд, включая Gliese 229B.

Чувствительные телескопы, оснащенные устройствами с зарядовой связью (ПЗС), использовались для поиска в далеких звездных скоплениях слабых объектов, включая Тейде-1.

Поиски в широком поле выявили отдельные слабые объекты, такие как Келу-1 (на расстоянии 30 световых лет).

Коричневые карлики часто обнаруживаются в ходе исследований по обнаружению экзопланет . Методы обнаружения экзопланет работают и для коричневых карликов, хотя коричневые карлики обнаружить гораздо легче.

Коричневые карлики могут быть мощными излучателями радиоизлучения благодаря своим сильным магнитным полям. Программы наблюдений в обсерватории Аресибо и Very Large Array обнаружили более дюжины таких объектов, которые также называются ультрахолодными карликами , поскольку они имеют общие магнитные свойства с другими объектами этого класса. Обнаружение радиоизлучения коричневых карликов позволяет напрямую измерить напряженность их магнитного поля.

Вехи

• 1995: Подтвержден первый коричневый карлик. Тейде 1 , объект М8 в Плеяд скоплении , засвечен с помощью ПЗС-матрицы испанской обсерватории Роке-де-лос-Мучачос Канарского института астрофизики .
• Первый подтвержденный метановый коричневый карлик. Gliese 229B обнаружен на орбите красного карлика Gliese 229 A (на расстоянии 20 св. лет) с помощью коронографа с адаптивной оптикой для повышения резкости изображений с 60-дюймового (1,5 м) телескопа-рефлектора в Паломарской обсерватории в Южной Калифорнии на горе Паломар ; последующая инфракрасная спектроскопия, проведенная с помощью 200-дюймового (5,1 м) телескопа Хейла, показывает обилие метана.
• 1998: Обнаружен первый коричневый карлик, излучающий рентгеновские лучи. Cha Helpha 1, объект M8 в темном облаке Хамелеон I , определен как источник рентгеновского излучения, подобный конвективным звездам позднего типа.
• 15 декабря 1999 г.: обнаружена первая рентгеновская вспышка у коричневого карлика. Группа из Калифорнийского университета, наблюдавшая за LP 944-20 ( 60   МДж _, , 16 св. лет) через рентгеновскую обсерваторию Чандра поймала двухчасовую вспышку.
• 27 июля 2000 г.: обнаружено первое радиоизлучение (во вспышке и состоянии покоя) коричневого карлика. Команда студентов из Very Large Array обнаружила излучение LP 944–20.
• -кандидата 30 апреля 2004 г.: Первое обнаружение экзопланеты вокруг коричневого карлика: 2M1207b, обнаруженная с помощью VLT , и первая экзопланета, полученная прямым изображением.
• 20 марта 2013 г.: Открытие ближайшей системы коричневых карликов: Лумана 16.
• 25 апреля 2014 г.: обнаружен самый холодный из известных коричневых карликов. WISE 0855−0714 находится на расстоянии 7,2 световых лет (седьмая ближайшая к Солнцу система) и имеет температуру от -48 до -13 °C.

Коричневый карлик как источник рентгеновского излучения

с Чандры Изображение LP 944-20 до вспышки и во время вспышки

Рентгеновские вспышки, обнаруженные у коричневых карликов с 1999 года, позволяют предположить изменение магнитных полей внутри них, аналогичных тем, которые наблюдаются у звезд очень малой массы.

Из-за отсутствия мощного центрального источника ядерной энергии внутренняя часть коричневого карлика находится в состоянии быстрого кипения или конвекции. В сочетании с быстрым вращением, которое демонстрирует большинство коричневых карликов, конвекция создает условия для развития сильного запутанного магнитного поля вблизи поверхности. Вспышка, наблюдаемая Чандрой из LP 944-20, могла возникнуть в турбулентном намагниченном горячем материале под поверхностью коричневого карлика. Подземная вспышка может передавать тепло в атмосферу, позволяя течь электрическим токам и вызывать рентгеновскую вспышку, подобную удару молнии . Существенным результатом также является отсутствие рентгеновских лучей от LP 944-20 в невспышечный период. Он устанавливает самый низкий наблюдательный предел постоянной мощности рентгеновского излучения, производимого коричневым карликом, и показывает, что короны перестают существовать, когда температура поверхности коричневого карлика падает ниже примерно 2800 К и становится электрически нейтральной.

НАСА С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра » ученые обнаружили рентгеновские лучи от маломассивного коричневого карлика в многозвездной системе. Это первый случай, когда коричневый карлик так близко к своей родительской звезде (звездам типа Солнца TWA 5A) был обнаружен в рентгеновских лучах. «Наши данные «Чандры» показывают, что рентгеновские лучи исходят из корональной плазмы коричневого карлика, температура которой составляет около 3 миллионов градусов Цельсия», — сказал Йоко Цубои из Университета Тюо в Токио. «Этот коричневый карлик так же ярок, как Солнце сегодня в рентгеновском свете, но при этом он в пятьдесят раз менее массивен, чем Солнце», — сказал Цубои. «Таким образом, это наблюдение повышает вероятность того, что даже массивные планеты могут сами излучать рентгеновские лучи в период своей молодости!»

Коричневые карлики как источники радиоизлучения

Первым коричневым карликом, который, как было обнаружено, излучал радиосигналы, был LP 944-20 , который наблюдался на основе его рентгеновского излучения. в пределах 25 пк от Солнца может находиться до 40 магнитных коричневых карликов . Примерно 5–10% коричневых карликов, по-видимому, обладают сильными магнитными полями и излучают радиоволны, и на основе моделирования Монте-Карло и их средней пространственной плотности Мощность радиоизлучения коричневых карликов примерно постоянна, несмотря на изменения их температуры. до 6 кГс . Коричневые карлики могут поддерживать магнитные поля силой Астрономы подсчитали, что магнитосферы коричневых карликов имеют высоту около 10 ⁷ м с учетом свойств их радиоизлучений. Неизвестно, больше ли радиоизлучение коричневых карликов напоминает радиоизлучение планет или звезд. Некоторые коричневые карлики излучают регулярные радиоимпульсы, которые иногда интерпретируются как радиоизлучение, исходящее от полюсов, но они также могут излучаться из активных областей. Регулярное периодическое изменение ориентации радиоволн может указывать на то, что магнитные поля коричневых карликов периодически меняют полярность. Эти развороты могут быть результатом цикла магнитной активности коричневых карликов, подобного солнечному циклу .

Последние события

Визуализация, представляющая трехмерную карту коричневых карликов (красные точки), обнаруженных в пределах 65 световых лет от Солнца.

По оценкам популяций коричневых карликов в окрестностях Солнца, на каждого коричневого карлика может приходиться до шести звезд. Более поздняя оценка 2017 года с использованием молодого массивного звездного скопления RCW 38 показала, что галактика Млечный Путь содержит от 25 до 100 миллиардов коричневых карликов. (Сравните эти цифры с оценками количества звезд в Млечном Пути: от 100 до 400 миллиардов.)

В исследовании, опубликованном в августе 2017 года, НАСА « космический телескоп Спитцер» отслеживал изменения инфракрасной яркости коричневых карликов, вызванные облачным покровом переменной толщины. Наблюдения выявили крупномасштабные волны, распространяющиеся в атмосферах коричневых карликов (аналогично атмосфере Нептуна и других планет-гигантов Солнечной системы). Эти атмосферные волны модулируют толщину облаков и распространяются с разными скоростями (вероятно, из-за дифференциального вращения).

В августе 2020 года астрономы обнаружили 95 коричневых карликов вблизи Солнца в рамках проекта Backyard Worlds: Planet 9.

В 2024 году космический телескоп Джеймса Уэбба предоставил самый подробный прогноз погоды на двух коричневых карликах, показав «штормовые» условия. Эти коричневые карлики, входящие в двойную звездную систему WISE 1049AB, открытую в 2013 году, находятся всего в 6,5 световых годах от Земли и являются ближайшими к нашему Солнцу коричневыми карликами. Исследователи обнаружили, что у них есть турбулентные облака, вероятно, состоящие из силикатных зерен, с температурой от 875 °C (1607 °F) до 1026 °C (1879 °F). Это указывает на то, что на коричневые карлики ветром наносится горячий песок. Кроме того, были обнаружены признаки поглощения угарного газа, метана и водяного пара.

Двойные коричневые карлики

Двойные системы коричневый карлик-коричневый карлик

Многоэпохальные изображения двойных коричневых карликов, полученные космическим телескопом Хаббл . Двойная система Луман 16 AB (слева) находится ближе к Солнечной системе, чем другие примеры, показанные здесь.

Двойные коричневые карлики типов M, L и T встречаются реже с меньшей массой главной звезды. L-карлики имеют бинарную дробь около 24 +6.
−2 %, а двойная доля для поздних T и ранних Y-карликов (T5-Y0) составляет около 8±6%.

У двойных коричневых карликов соотношение спутников и хозяев выше. $q=M_{B}/M_{A}$ для двойных систем с меньшей массой. Двойные системы со звездой M-типа в качестве главной имеют, например, широкое распределение q с предпочтением q≥0,4. С другой стороны, коричневые карлики отдают предпочтение q≥0,7. Расстояние уменьшается с увеличением массы: звезды M-типа имеют максимальное расстояние в 3–30 астрономических единиц (а.е.), коричневые карлики типа ML имеют прогнозируемое расстояние, достигающее 5–8 а.е., а объекты T5-Y0 имеют прогнозируемое расстояние, которое следует логнормальному распределению с расстоянием между пиками около 2,9 а.е.

Примером может служить ближайшая двойная двойная система коричневых карликов Luhman 16 AB с главным карликом L7,5 и расстоянием 3,5 а.е. и q = 0,85. Расстояние находится на нижнем уровне ожидаемого разделения для коричневых карликов типа ML, но соотношение масс типичное.

Неизвестно, сохранится ли та же тенденция с Y-карликами, поскольку размер их выборки очень мал. Карликовые двойные системы Y+Y должны иметь высокое отношение масс q и низкое расстояние между ними, достигая масштабов менее одной а.е. Y+Y-карлик WISE J0336-0143 недавно был подтвержден как двойная система с JWST , он имеет отношение масс q = 0,62 ± 0,05 и расстояние между звездами 0,97 астрономических единиц. Исследователи отмечают, что размер выборки маломассивных двойных коричневых карликов слишком мал, чтобы определить, является ли WISE J0336-0143 типичным представителем маломассивных двойных систем или пекулярной системой.

Наблюдения за орбитой двойных систем, содержащих коричневые карлики, можно использовать для измерения массы коричневого карлика. В случае 2MASSW J0746425+2000321 вторичная масса весит 6% солнечной массы. Это измерение называется динамической массой. Ближайшей к Солнечной системе системой коричневых карликов является двойная система Луман 16. Подобным методом пытались искать планеты вокруг этой системы, но ни одна не была найдена.

Необычные двойные коричневые карлики

Широкая двойная коричневая карликовая система SDSS J1416+1348.

Широкая двойная система была первой двойной системой с расстоянием более 20 а.е. 2M1101AB Открытие системы дало окончательное представление об образовании коричневых карликов. Ранее считалось, что широкие двойные коричневые карлики не образуются или, по крайней мере, разрушаются в возрасте 1–10 млн лет . Существование этой системы также противоречит гипотезе выброса. Гипотеза выброса — это предложенная гипотеза, согласно которой коричневые карлики формируются в множественной системе, но выбрасываются до того, как наберут достаточную массу для сжигания водорода.

широкая двойная система W2150AB Совсем недавно была обнаружена . Она имеет такое же соотношение масс и энергию связи , как и 2M1101AB, но больший возраст и расположена в другой области галактики. В то время как 2M1101AB находится в густонаселенной области, двойная W2150AB находится в редко разделенном поле. Должно быть, оно пережило любые динамические взаимодействия в своем натальном звездном скоплении . Эта двойная система также принадлежит к нескольким двойным L+T, которые могут быть легко разрешены наземными обсерваториями. Два других — SDSS J1416+13AB и Luhman 16.

Существуют и другие интересные двойные системы, такие как затменная двойная система коричневых карликов 2MASS J05352184–0546085 . Фотометрические исследования этой системы показали, что менее массивный коричневый карлик в системе горячее, чем его более массивный спутник.

Коричневые карлики вокруг звезд

Основная статья: Пустыня коричневых карликов

Коричневые карлики и массивные планеты на близкой орбите (менее 5 а.е.) вокруг звезд встречаются редко, и это иногда называют пустыней коричневых карликов. Менее 1% звезд с массой Солнца имеют коричневого карлика в пределах 3-5 а.е.

Примером двойной звезды-коричневого карлика является первый обнаруженный Т-карлик Глизе 229 B , который вращается вокруг звезды главной последовательности Глизе 229 A, красного карлика. коричневые карлики, вращающиеся вокруг субгигантов Также известны , такие как TOI-1994b , который обращается вокруг своей звезды каждые 4,03 дня.

Также существуют разногласия по поводу того, следует ли считать планетами некоторые маломассивные коричневые карлики. Архив экзопланет НАСА включает коричневые карлики с минимальной массой, меньшей или равной 30 массам Юпитера, как планеты, если выполняются другие критерии (например, обращение вокруг звезды). С другой стороны, Рабочая группа по внесолнечным планетам (WGESP) МАС рассматривает только планеты с массой ниже 13 масс Юпитера.

Двойные системы белый-коричневый карлик

LSPM J0241+2553AB — двойная система широкий белый(A)-коричневый карлик(B).

Коричневые карлики вокруг белых карликов встречаются довольно редко. GD 165 B , прототип L-карликов, является одной из таких систем. Такие системы могут быть полезны для определения возраста системы и массы коричневого карлика. Другими двойными белыми и коричневыми карликами являются COCONUTS-1 AB (возраст 7 миллиардов лет), и LSPM J0055+5948 AB (возраст 10 миллиардов лет), SDSS J22255+0016 AB (возраст 2 миллиарда лет) WD 0806−661 AB (возраст 1,5–2,7 миллиарда лет).

Системы с близкими, приливно-зависимыми коричневыми карликами, вращающимися вокруг белых карликов, относятся к двойным системам с общей оболочкой или PCEB. Известны только восемь подтвержденных PCEB, содержащих белый карлик с коричневым карликом-компаньоном, включая WD 0137-349 AB. В прошлой истории этих близких двойных белых карликов и коричневых карликов коричневый карлик был поглощен звездой, находящейся в фазе красного гиганта . Коричневые карлики с массой менее 20 масс Юпитера бы испарились во время поглощения. Нехватку коричневых карликов, вращающихся вокруг белых карликов, можно сравнить с аналогичными наблюдениями за коричневыми карликами вокруг звезд главной последовательности, описываемыми как пустыня коричневых карликов . PCEB может превратиться в катаклизмическую переменную звезду (CV*) с коричневым карликом в качестве донора. Моделирование показало, что высокоразвитые CV* в основном связаны с субзвездными донорами (до 80%). Тип CV*, называемый WZ Sge- типа карликовой новой , часто показывает доноров с массой, близкой к границе между маломассивными звездами и коричневыми карликами. Двойная BW Sculptoris представляет собой такую ​​​​карликовую новую с донором - коричневым карликом. Этот коричневый карлик, вероятно, образовался, когда звезда-донор потеряла достаточно массы, чтобы стать коричневым карликом. Потеря массы сопровождается потерей орбитального периода до тех пор, пока он не достигнет минимума в 70–80 минут, после чего период снова увеличивается. Это дало этой эволюционной стадии название «вышибала периода» . Также могли существовать коричневые карлики, слившиеся с белыми карликами. Новая CK Vulpeculae могла возникнуть в результате такого слияния белых и коричневых карликов.

Коричневые карлики вокруг нейтронных звезд

субзвездные объекты вокруг нейтронных звезд Известны . Примером являются пульсары «черная вдова», названные в честь оригинального пульсара «черная вдова» PSR B1957+20 . Известно около 41 такой черной вдовы. Пульсар «черная вдова» характеризуется миллисекундным пульсаром с субзвездным компаньоном, который уничтожается сильным звездным ветром пульсара. Если компаньон имеет массу ниже 0,1 M _☉ , его называют черной вдовой, выше этой массы — красноспинным пульсаром .

Формирование и эволюция

Джет HH 1165, запущенный коричневым карликом Майрит 1701117 на внешней периферии сигма Ориона. скопления

Коричневые карлики имеют форму звезд и окружены протопланетными дисками . например Cha 110913−773444 . По состоянию на 2017 год известен только один протокоричневый карлик, связанный с большим объектом Хербига-Аро . Это коричневый карлик Майрит 1701117 , который окружен псевдодиском и кеплеровским диском. длиной 0,7 светового года Майрит 1701117 запускает реактивный самолет HH 1165 , который в основном наблюдается в ионизированной сере .

диски Было обнаружено, что вокруг коричневых карликов имеют многие из тех же характеристик, что и диски вокруг звезд; поэтому ожидается, что вокруг коричневых карликов будут планеты, образовавшиеся в результате аккреции. Учитывая небольшую массу дисков коричневых карликов, большинство планет будут планетами земной группы, а не газовыми гигантами. Если планета-гигант вращается вокруг коричневого карлика поперек нашего луча зрения, то, поскольку они имеют примерно одинаковый диаметр, это даст сильный сигнал для обнаружения транзитом . Зона аккреции планет вокруг коричневого карлика расположена очень близко к самому коричневому карлику, поэтому приливные силы будут иметь сильное влияние.

Изображение художника коричневого карлика W1200-7845.

В 2020 году ближайший коричневый карлик с соответствующим первичным диском — WISEA J120037.79-784508.3 (W1200-7845) — был обнаружен в рамках проекта Disk Detective , когда добровольцы по классификации отметили его инфракрасное избыток. Он был проверен и проанализирован научной группой, которая обнаружила, что W1200-7845 с вероятностью 99,8% был членом ассоциации молодых групп движущихся ε Chamaeleontis (ε Cha) . Его параллакс (согласно данным Gaia DR2) помещает его на расстояние 102 парсеков (или 333 световых года) от Земли, что находится в пределах местного Солнечного района.

В статье 2021 года изучались околозвездные диски вокруг коричневых карликов в звездных ассоциациях , возраст которых составляет несколько миллионов лет и которые находятся на расстоянии от 140 до 200 парсеков. Исследователи обнаружили, что эти диски недостаточно массивны для формирования планет в будущем. В этих дисках есть свидетельства, которые могут указывать на то, что формирование планет начинается на более ранних стадиях и что планеты уже присутствуют в этих дисках. Доказательства эволюции диска включают уменьшение массы диска с течением времени, рост пылевых частиц и осаждение пыли. Диски вокруг коричневых карликов обычно имеют радиус менее 40 астрономических единиц , но три диска в более отдаленном молекулярном облаке Тельца имеют радиус больше 70 а.е. и были разрешены с помощью ALMA . способны образовывать каменистые планеты с массой >1 M _E. Эти более крупные диски Есть также коричневые карлики с дисками в ассоциациях возрастом более нескольких миллионов лет. что может быть свидетельством того, что дискам вокруг коричневых карликов требуется больше времени, чтобы рассеяться. Особенно старые диски (> 20 млн) иногда называют дисками Питера Пэна . В настоящее время 2MASS J02265658-5327032 — единственный известный коричневый карлик, имеющий диск Питера Пэна.

Коричневый карлик Cha 110913−773444 , расположенный на расстоянии 500 световых лет в созвездии Хамелеон, возможно, находится в процессе формирования миниатюрной планетной системы. Астрономы из Университета штата Пенсильвания обнаружили, по их мнению, диск из газа и пыли, похожий на тот, который, как предполагалось, сформировал Солнечную систему. Cha 110913−773444 — самый маленький из обнаруженных на сегодняшний день коричневых карликов ( 8   M _Дж ), и если бы он образовал планетарную систему, это был бы самый маленький из известных объектов, у которого она есть.

Планеты вокруг коричневых карликов

Впечатление художника от диска пыли и газа вокруг коричневого карлика.

Согласно рабочему определению МАС (от августа 2018 г.), экзопланета может вращаться вокруг коричневого карлика. Для этого требуется масса ниже 13 М _Дж и соотношение масс М/М _{в центре} <2/(25+√621). объект массой до 3,2 вокруг _{Это означает ,} коричневого карлика массой 80 МДж _МДж что планетой считается объект массой до 0,52 МДж _{означает ,} вокруг коричневого карлика массой 13 МДж . _{. Это также} что планетой считается

суперЮпитера а Объекты планетарной массы 2M1207b , 2MASS J044144 и Oph 98 B, которые вращаются вокруг коричневых карликов на больших орбитальных расстояниях, возможно, образовались в результате коллапса облаков, не аккреции, и поэтому могут быть субкоричневыми карликами , а не планетами , что следует из относительно большие массы и большие орбиты. Первое открытие спутника малой массы, вращающегося вокруг коричневого карлика ( ChaHα8 ) на небольшом орбитальном расстоянии с использованием метода лучевых скоростей, проложило путь к обнаружению планет вокруг коричневых карликов на орбитах в несколько а.е. или меньше. Однако при соотношении масс компаньона и главной звезды ChaHα8 около 0,3 эта система скорее напоминает двойную звезду. Затем, в 2008 году, был обнаружен первый спутник планетарной массы на относительно небольшой орбите ( MOA-2007-BLG-192Lb ) на орбите коричневого карлика.

Планеты вокруг коричневых карликов, вероятно, представляют собой углеродные планеты, обедненные водой.

По оценкам исследования 2017 года, основанного на наблюдениях со «Спитцером» , необходимо отслеживать 175 коричневых карликов, чтобы гарантировать (95%) хотя бы одно обнаружение планеты размером ниже Земли с помощью транзитного метода. JWST потенциально может обнаружить меньшие планеты. Орбиты планет и спутников Солнечной системы часто совпадают с ориентацией родительской звезды/планеты, вокруг которой они вращаются. Предполагая, что орбита планеты выровнена с осью вращения коричневого карлика или объекта планетарной массы , геометрическая вероятность транзита объекта, подобного Ио, может быть рассчитана по формуле cos(79,5°)/cos( наклонение ). Наклонение было оценено для нескольких коричневых карликов и объектов планетарной массы. SIMP 0136 имеет предполагаемый наклон 80°±12. Например, Если предположить, что нижняя граница i≥68 ° для SIMP 0136, это приводит к вероятности транзита ≥48,6% для близких планет. Однако неизвестно, насколько распространены близкие планеты вокруг коричневых карликов, и они могут быть более распространены для объектов с меньшей массой, поскольку размеры дисков, похоже, уменьшаются с массой.

Обитаемость

обитаемость гипотетических планет, вращающихся вокруг Изучена коричневых карликов. Компьютерные модели, предполагающие, что условия для того, чтобы эти тела имели обитаемые планеты , очень строгие, обитаемая зона узкая, тесная (T карлик 0,005 а.е.) и уменьшается со временем из-за охлаждения коричневого карлика (они сливаются не более 10 миллионов лет). ). Орбиты там должны были бы иметь чрезвычайно низкий эксцентриситет (порядка от 10 до минус 6), чтобы избежать сильных приливных сил , которые могли бы вызвать безудержный парниковый эффект на планетах , сделав их непригодными для жизни. Также не было бы лун.

Превосходные коричневые карлики

Основная статья: Список коричневых карликов

В 1984 году некоторые астрономы предположили, что вокруг Солнца может вращаться необнаруженный коричневый карлик (иногда называемый Немезидой ), который может взаимодействовать с облаком Оорта так же, как это могут делать проходящие мимо звезды . Однако эта гипотеза потеряла популярность.

Таблица первых

Записывать	Имя	Спектральный тип	РА/декабрь	Созвездие	Примечания
Впервые обнаружен	Тейде 1 (рассеянное звездное скопление Плеяды)	М8	3 час 47 м 18.0 с +24°22'31"	Телец	Изображения 1989 и 1994 годов.
Первое изображение с помощью коронографии	Глизе 229 Б	Т6.5	06 час 10 м 34.62 с −21°51'52,1"	Кролик	Обнаружен в 1994 году.
Впервые с Planemo	2М1207	М8	12 час 07 м 33.47 с −39°32'54,0"	Кентавр	Планета открыта в 2004 году.
Сначала с околозвездным диском	ЧаХα1	М7.5	11 час 07 м 17.0 с -77°35'54"	Хамелеон	Диск обнаружен в 2000 году, первый диск вокруг настоящего коричневого карлика, а также первый диск, излучающий рентгеновские лучи.
Сначала с биполярным оттоком	Ро-Оф 102 (СИМБАД: [GY92] 102)		16 26 42.758 -24 41 22.24	Змееносец	частично решенный отток
Впервые с крупномасштабным объектом Хербига-Аро.	Майрит 1701117 (Объект Хербиг-Аро: HH 1165 )	прото-БД	05 40 25.799 -02 48 55.42	Орион	прогнозируемая длина объекта Хербиг-Аро: 0,8 светового года (0,26 шт .)
Первый тип поля (одиночное)	Тейде 1	М8	3 час 47 м 18.0 с +24°22'31"	Телец	1995
Сначала как спутник нормальной звезды	Глизе 229 Б	Т6.5	06 час 10 м 34.62 с −21°51'52,1"	Кролик	1995
Первый спектроскопический двойной коричневый карлик	ППЛ 15 А, Б	М6,5	03 час 48 м 4.659 с +23° 39' 30.32″	Телец	Басри и Мартин, 1999 г.
Первый затменный двойной коричневый карлик	2М0535-05	М6,5		Орион	Стассун 2006, 2007 (расстояние ~450 шт)
Первый двойной коричневый карлик типа Т.	Эпсилон Дабл Ба, Бб	Т1 + Т6	22 час 03 м 21.65363 с −56° 47′ 09.5228″	Инд	Расстояние: 3,626 шт.
Первый двойной коричневый карлик типа Y.	WISE J0336-0143	Д+Д	03 час 36 м 05.052 с −01° 43′ 50.48″	Эридан	2023
Первый тройной коричневый карлик	ДЕНИС-П J020529.0-115925 А/Б/С	L5, L8 и Т0	02 час 05 м 29.40 с −11°59'29,7"	Кит	Дельфосс и др. 1997 год
Первое гало коричневого карлика	2МАСС J05325346+8246465	SD L7	05 час 32 м 53.46 с +82°46'46,5"	Близнецы	Бургассер и др. 2003 г.
Первый с поздним М-спектром	Тейде 1	М8	3 час 47 м 18.0 с +24°22'31"	Телец	1995
Сначала с L-спектром	ГД 165 Б	Л4	14 час 24 м 39.144 с 09° 17′ 13.98″	Волопас	1988
Сначала с Т-спектром	Глизе 229 Б	Т6.5	06 час 10 м 34.62 с −21°51'52,1"	Кролик	1995
Последний-Т-спектр	ОБЗОР J003402.77-005206.7	Т9		Кит	2007
Сначала с Y-спектром	CFBDS0059	~Y0	00 час 59 м 10.83 с −01° 14′ 01.3″	Кит	2008 г.; его также классифицируют как карлика Т9 из-за его близкого сходства с другими карликами Т.
Первое рентгеновское излучение	ЧаХα1	М8		Хамелеон	1998
Первая рентгеновская вспышка	ЛП 944–20	М9В	03 час 39 м 35.22 с −35°25'44,1"	Печь	1999
Первое радиоизлучение (во вспышке и в состоянии покоя)	ЛП 944-20	М9В	03 час 39 м 35.22 с −35°25'44,1"	Печь	2000
Обнаружены первые потенциальные полярные сияния в виде коричневых карликов	ЛСР J1835+3259	М8.5		Лира	2015
Первое обнаружение дифференциального вращения у коричневого карлика	ТВЛМ 513-46546	М9	15 час 01 м 08.3 с +22°50'02"	Волопас	Экватор вращается быстрее полюсов на 0,022 радиан/сутки.
Первый подтвержденный коричневый карлик, переживший красного гиганта фазу первичной звезды	ВД 0137-349 Б	Л8	01 час 39 м 42.847 с −34° 42′ 39.32″	Скульптор (созвездие)

Таблица крайностей

Записывать	Имя	Спектральный тип	РА/декабрь	Созвездие	Примечания
Самый старый	ЛСПМ J0055+5948 Б Вольф 1130 С CWISE J0602-4624	Q8 SDT8 Л8	00 час 55 м 58.300 с +59° 48′ 02,53″ или 20 час 05 м 02.1951 с +54° 26′ 03,234″ или 06 час 02 м 02.17 с −46° 24′ 47.8″	Кассиопея , Лебедь или Пиктор	три из немногих примеров с хорошей оценкой возраста: LSPM J0055B: 10±3 миллиарда лет. Wolf 1130C: >10 миллиардов лет. CWISE J0602-4624: 10,9 +2,6 −2,0 миллиарда лет
Самый младший	2МАСС J05413280-0151272	М8.5	05 час 41 м 32.801 с −01° 51′ 27.20″	Орион	возрастом около 0,5 млн лет Один из коричневых карликов туманности Пламя . 20,9   МДж массой Объект
Самый массовый	СДСС J010448.46+153501.8	США 1,5 доллара	01 час 04 м 48.46 с +15°35'01,8"	Рыбы	, масса ~ 88,5–91,7   МДж расстояние ~180–290 пк . Переходные коричневые карлики.
Богатый металлом
Бедный металл	СДСС J010448.46+153501.8	США 1,5 доллара	01 час 04 м 48.46 с +15°35'01,8"	Рыбы	расстояние ~180–290 пк, металличность ~0.004 Z Sol . Переходные коричневые карлики.
Наименее массивный	ОТС 44	М9.5	11 час 10 м 11.5 с −76° 32′ 13″	Хамелеон	Имеет диапазон масс 11,5–15 МДж , расстояние ~550 световых лет.
Самый большой
Самый маленький	ВИСЕА 1810–1010 гг.	ESDT	18 час 10 м 06.18 с −10° 10′ 00.5″	Змея	Радиус 0,65 +0,31. −0,19   Р Дж (~ 92 400 км)
Самый быстрый вращающийся	2МАСС J03480772-6022270	Т7	03 час 48 м 07.72 с –60°22'27,1"	Ретикулум	Период вращения 1,080 +0,004 −0,005 часов
Самый дальний	КМТ-2016-BLG-2142 б		17 час 52 м 27.0 с –29° 23′ 04″	Стрелец	(микролинзирование) имеет расстояние от 5850 до 8020 парсеков. Это также может быть огромный газовый гигант.
Ближайший	Лумана 16 АБ	Л7,5+Т0,5±1	10 час 49 м 18.723 с −53° 19′ 09.86″	Свеча	Расстояние: ~6,5 св. лет
Самый яркий	ЛП 944-20	восемь: M9beta, ИК: L0:	03 час 39 м 35.220 с −35° 25′ 44.09″	Печь	По ультрапрохладным фундаментальным свойствам этот объект проявляет признаки молодости и, следовательно, может быть коричневым карликом с магнитной величиной 19,85 ± 13,02 M Дж и J MKO = 10,68 ± 0,03.
Самый тусклый	Л 97-3Б	Y1	08 час 06 м 53.736 с −66° 18′ 16.74″	Летающий	jmag=25.42, объект планетарной массы
Самый горячий
Самый крутой	МУДРЫЙ 0855−0714	Y4	08 час 55 м 10.83 с −07° 14′ 42.5″	Гидра	Температура: от –48 до –13 °C (от 225 до 260 К; от –54 до 9 °F)
Крутейшая радиовспышка	WISE J062309.94-045624.6	Q8	06 час 23 м 09.28 с −04°56'22,8"	Единорог	699 К (426 ° C; 799 ° F) коричневый карлик со вспышками 4,17 мЯн
Самый плотный	ТОИ-569б		07 час 40 м 24.658 с -42° 09′ 16.74″	Щенки	Транзитный , имеет 64,1   МДж и диаметр в 0,79 ± 0,02 раза больше диаметра Юпитера. Плотность 171,3 г/см. 3 .
Наименее плотный

Галерея

• 
  Иллюстрация коричневого карлика

См. также

• Фузор (астрономия)
• Пустыня коричневых карликов - теоретический диапазон орбит вокруг звезды, в пределах которого коричневые карлики не могут существовать в качестве сопутствующих объектов.
• Синий карлик (стадия красного карлика) - гипотетический класс звезд, развивающийся из красного карлика.
• Темная материя - концепция космологии
• Экзопланета – Планета за пределами Солнечной системы.
• Стеллификация
• ВД 0032-317 б
• Список коричневых карликов

Внешние ссылки

• Центр новостей HubbleSite – Погодные условия на коричневом карлике
• Аллард, Франция; Хомейер, Дерек (2007). «Коричневые карлики» . Схоларпедия . 2 (12): 4475. Бибкод : 2007SchpJ...2.4475A . doi : 10.4249/scholarpedia.4475 .

История

• Кумар, Шив С.; Звезды низкой светимости . Гордон и Брич, Лондон, 1969 г. - ранний обзорный доклад о коричневых карликах.
• Энциклопедия Колумбийского университета: «Коричневые карлики»

Подробности

• Текущий список L и T-карликов
• Геологическое определение коричневых карликов в отличие от звезд и планет (через Беркли)
• Страницы И. Нила Рида в Научном институте космического телескопа :
  • О спектральном анализе M -карликов , L-карликов и T-карликов
  • Температурные и массовые характеристики низкотемпературных карликов
• Впервые наблюдался рентгеновский снимок коричневого карлика , Spaceref.com, 2000 г.
• Монтес, Дэвид; «Коричневые карлики и ультрахолодные карлики (поздние-M, L, T)» , UCM
• Дикая погода: железный дождь на несостоявшихся звездах — ученые исследуют удивительные погодные условия на коричневых карликах, Space.com, 2006 г.
• Детективы НАСА о коричневых карликах. Архивировано 17 октября 2014 г. на Wayback Machine. Подробная информация в упрощенном виде.
• Коричневые карлики — сайт с общей информацией о коричневых карликах (содержит множество подробных и красочных впечатлений художника).

Звезды

• Cha Half 1 Статистика и история
• «Перепись наблюдаемых коричневых карликов» (не все подтверждены), 1998 г.
• Луман, Кевин Л.; Адаме, Люсия; д'Алессио, Паола; Кальвет, Нурия; Хартманн, Ли; Мегит, С. Томас; Фацио, Джованни Г. (2005). «Открытие коричневого карлика планетарной массы с околозвездным диском». Астрофизический журнал . 635 (1): L93–L96. arXiv : astro-ph/0511807 . Бибкод : 2005ApJ...635L..93L . дои : 10.1086/498868 . S2CID   11685964 .
• Мишо, Питер; Хейер, Инге; Леггетт, Сэнди К.; и Адамсон, Энди; «Открытие сокращает разрыв между планетами и коричневыми карликами», Близнецы и Объединенный астрономический центр, 2007 г.
• Дикон, Найл Р.; и Хэмбли, Найджел К.; «Y-Спектральный класс для ультра-крутых гномов», 2006 г.