субкарлик

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 )

Субкарлик VI , иногда обозначаемый «sd», — это звезда класса светимости по системе спектральной классификации Йеркса . Их определяют как звезды со светимостью на 1,5–2 звездные величины ниже, чем у звезд главной последовательности того же спектрального класса . На диаграмме Герцшпрунга-Рассела субкарлики лежат ниже главной последовательности .

Термин «субкарлик» был придуман Джерардом Койпером в 1939 году для обозначения ряда звезд с аномальными спектрами, которые ранее назывались «промежуточными белыми карликами ».

С тех пор, как Койпер ввел этот термин, тип субкарликов распространился на звезды с меньшей массой, чем было известно в то время. Астрономы также обнаружили совершенно другую группу сине-белых субкарликов, разделив их на две отдельные категории:

• Крутые субгномы
• Горячие субкарлики

Холодные (красные/розовые) субкарлики

Как и обычные звезды главной последовательности , холодные субкарлики (спектральных классов от G до M) производят свою энергию за счет водорода синтеза . Объяснение их недостаточной светимости лежит в их низкой металличности : эти звезды не обогащены элементами тяжелее гелия . Более низкая металличность уменьшает непрозрачность их внешних слоев и уменьшает радиационное давление , в результате чего звезда становится меньше и горячее при заданной массе. Эта более низкая непрозрачность также позволяет им излучать более высокий процент ультрафиолетового света для того же спектрального класса по сравнению со звездами населения I - особенность, известная как избыток ультрафиолета . Млечного Пути Обычно они являются членами гало и часто имеют высокие пространственные скорости относительно Солнца .

Существуют холодные субкарлики спектрального класса L и T, например ULAS J131610.28+075553.0 со спектральным классом sdT6.5.

Подклассы крутых субдварфов следующие:

крутой субкарлик

Примеры: Звезда Каптейна (sdM1), GJ 1062 (sdM2.5).

крайний субкарлик

Пример: APMPM J0559-2903 (esdM7)

ультрасубкарлик

Пример: LSPM J0822+1700 (usdM7.5)

Субкарлики типа L, T и Y

Низкая металличность субкарликов связана с их старостью. Ранняя Вселенная имела низкое содержание элементов тяжелее гелия и сформировала звезды и коричневые карлики с меньшей металличностью. Лишь позднее слияния сверхновых , планетарных туманностей и нейтронных звезд обогатили Вселенную более тяжелыми элементами. Таким образом, старые субкарлики часто принадлежат к более старым структурам нашего Млечного Пути, главным образом к толстому диску и галактическому гало . Объекты толстого диска или гало имеют большую космическую скорость по сравнению с Солнцем , которое принадлежит более молодому тонкому диску . Высокое собственное движение можно использовать для обнаружения субкарликов. Кроме того, у субкарликов есть спектральные особенности, которые отличают их от субкарликов с солнечной металличностью. Все субкарлики имеют общее подавление ближнего инфракрасного спектра, в основном H-диапазона и K-диапазона. Низкая металличность увеличивает вызванное столкновением поглощение водорода , , вызывая подавление ближнего инфракрасного спектра. Это видно как синие инфракрасные цвета по сравнению с коричневыми карликами с солнечной металличностью. Низкая металличность также изменяет другие характеристики поглощения, такие как более глубокая Полосы CaH и TiO на 0,7 мкм у L-субкарликов, более слабая полоса VO на 0,8 мкм у ранних L-субкарликов и более сильная полоса FeH на 0,99 мкм у средних и поздних L-субкарликов. 2MASS J0532+8246 был открыт в 2003 году как первый субкарлик L-типа. который позже был реклассифицирован как крайний субкарлик. Субкарлики L-типа имеют подтипы, аналогичные субкарликам М-типа: подтипы субкарлики (sd), крайние субкарлики (esd) и ультра-субкарлики (usd), которые определяются их уменьшающейся металличностью по сравнению с солнечной металличностью, которая определяется на шкала логарифмическая :

• у субкарликов есть $\ -1.0<{\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -0.3\ ,$
• крайние субкарлики имеют $\ -1.7<{\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -1.0\ ,$ и
• ультра субкарлики имеют $\ {\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -1.7~.$
• Солнце на устанавливает масштаб $\ {\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\odot }\equiv 0\ ,$ по определению.

Для субкарликов Т-типа известна лишь небольшая выборка субкарликов и крайних субкарликов.

2MASSI J0937347+293142 — первый объект, открытый в 2002 году как кандидат в субкарлики Т-типа. а в 2006 году было подтверждено, что он имеет низкую металличность. Первые два крайних субкарлика типа Т были обнаружены в 2020 году учёными и волонтерами проекта Backyard Worlds . Первые крайние субкарлики типа Т — WISEA 0414-5854 и WISEA 1810-1010 . Субкарлики типов T и Y имеют меньше метана в атмосфере из-за более низкой концентрации углерода в этих субкарликах. Это приводит к более синему цвету W1-W2 ( WISE ) или ch1-ch2 ( Spitzer ), по сравнению с объектами с аналогичной температурой, но с солнечной металличностью. Цвет Т-типов как единственный критерий классификации может вводить в заблуждение. Ближайшая экзопланета, полученная прямым изображением , COCONUTS-2b , сначала была классифицирована как субкарлик типа Т из-за ее цвета, но не демонстрировала высокую тангенциальную скорость. Лишь в 2021 году ее определили как экзопланету.

Первый кандидат в субкарлики Y-типа был обнаружен в 2021 году, коричневый карлик WISE 1534–1043 , который показывает умеренный красный цвет космического телескопа Спитцер (ch1-ch2 = 0,925 ± 0,039 магнитной величины). Очень красный цвет между J и ch2 (J-ch2 > 8,03 mag.) и абсолютная яркость предполагают гораздо более красный цвет ch1-ch2, примерно от 2,4 до 3 mag. Благодаря согласию с новыми моделями субкарликов, а также высокой тангенциальной скорости 200 км/с, Киркпатрик, Марокко и др . (2021) утверждают, что наиболее вероятным объяснением является холодный коричневый карлик с очень низким содержанием металлов, возможно, первый субкарлик типа Y.

Двоичные файлы могут помочь определить возраст и массу этих субкарликов. Субкарлик VVV 1256−62B (sdL3) был обнаружен как спутник с гало белого карлика , что позволяет определить его возраст от 8,4 до 13,8 миллиардов лет. Ее масса от 84 до 87 МДж _{красным} , что делает VVV 1256−62B, вероятно, карликом . Субкарлик Wolf 1130C (sdT8) является компаньоном старой двойной субкарлика и белого карлика, возраст которой оценивается более 10 миллиардов лет. Его масса составляет 44,9 МДж _, что делает его коричневым карликом.

Примеры крутых субгномов

• Капитанская Звезда
• Грумбридж 1830 г.
• Му из Кассиопеи
• 2MASS J05325346+8246465 , возможный с гало коричневый карлик и первый субзвездный субкарлик.
• СССПМ J1549-3544

Горячие (синие) субкарлики

Основные статьи: субкарлик B-типа и субкарлик O-типа

Горячие субкарлики голубоватых спектральных классов O и B представляют собой совершенно другой класс объектов, чем холодные субкарлики; их еще называют «звездами крайней горизонтальной ветви » .Горячие звезды-субкарлики представляют собой позднюю стадию эволюции некоторых звезд, возникающую, когда звезда красного гиганта теряет свои внешние слои водорода до того, как ядро ​​начинает плавить гелий .

Причины преждевременной потери водородной оболочки неясны, но взаимодействие звезд в двойной звездной одним из основных механизмов считается системе. Одиночные субкарлики могут быть результатом слияния двух белых карликов или гравитационного воздействия субзвездных спутников. Субкарлики B-типа, будучи более яркими, чем белые карлики, являются важным компонентом горячего звездного населения старых звездных систем, таких как шаровые скопления и эллиптические галактики .

Субкарлики хэви-метала

Субкарлики тяжелых металлов — это разновидность горячих звезд-субкарликов с высокой концентрацией тяжелых металлов . Обнаруженные металлы включают германий , стронций , иттрий , цирконий и свинец . Известные субкарлики хэви-метала включают HE 2359-2844 , LS IV-14 116 и HE 1256-2738 .