Com més coneixements teòrics i capacitats tècniques tenen els científics, més descobriments faran. Sembla que tots els objectes espacials ja són coneguts i només cal explicar-ne les característiques. Tanmateix, cada vegada que els astrofísics tenen un pensament així, l'Univers els presenta una altra sorpresa. Sovint, però, aquestes innovacions es preveuen teòricament. Aquests objectes inclouen nanes marrons. Fins al 1995, només existien a la punta de la ploma.
Coneixem-nos
Les nanes marrons són estrelles força inusuals. Tots els seus paràmetres principals són molt diferents de les característiques de les lluminàries que ens coneixen, però hi ha similituds. En sentit estricte, una nana marró és un objecte subestelar, ocupa una posició intermèdia entre les lluminàries i els planetes reals. Aquests cossos còsmics tenen una massa relativament petita, de 12,57 a 80,35 del paràmetre anàleg de Júpiter. A les seves entranyes, com als centres altres estrelles, tenen lloc reaccions termonuclears. La diferència entre les nanes marrons és el paper extremadament insignificant de l'hidrogen en aquest procés. Aquestes estrelles utilitzen deuteri, bor, liti i beril·li com a combustible. El "combustible" s'esgota relativament ràpidament i la nana marró comença a refredar-se. Un cop finalitzat aquest procés, es converteix en un objecte semblant a un planeta. Així, les nanes marrons són estrelles que mai cauen a la seqüència principal del diagrama de Hertzsprung-Russell.
Wanderers invisibles
Aquests objectes interessants es distingeixen per altres característiques notables. Són estrelles errants no associades a cap galàxia. Teòricament, aquests cossos còsmics poden navegar per les extensions de l'espai durant molts milions d'anys. Tanmateix, una de les seves propietats més significatives és l'absència gairebé total de radiació. És impossible notar aquest objecte sense l'ús d'equips especials. Els astrofísics no disposen de l'equip adequat durant un període força llarg.
Primers descobriments
La radiació més forta de les nanes marrons cau a la regió espectral infraroja. La recerca d'aquestes traces va ser coronada amb èxit l'any 1995, quan es va descobrir el primer objecte d'aquest tipus, el Teide 1. Pertany a la classe espectral M8 i es troba al cúmul de les Plèiades. El mateix any, es va descobrir una altra estrella d'aquest tipus, Gliese 229B, a una distància de 20 anys llum del Sol. Gira al voltant de la nana vermella Gliese 229A. Els descobriments van començar un rere l' altre. Fins ara se sapmés d'un centenar de nanes marrons.
Diferències
Les nanes marrons no són fàcils d'identificar a causa de la seva similitud de moltes maneres amb els planetes i les estrelles de llum. En el seu radi, s'acosten a Júpiter en un grau o un altre. Aproximadament el mateix valor d'aquest paràmetre es manté per a tot el rang de masses de nanes marrons. En aquestes condicions, es fa extremadament difícil distingir-los dels planetes.
A més, no tots els nans d'aquest tipus són capaços de suportar reaccions termonuclears. Els més lleugers d'ells (fins a 13 masses de Júpiter) són tan freds que fins i tot els processos amb deuteri són impossibles a les seves profunditats. Els més massius molt ràpidament (a escala còsmica - en 10 milions d'anys) es refreden i també es tornen incapaços de mantenir reaccions termonuclears. Els científics utilitzen dos mètodes principals per distingir les nanes marrons. El primer és la mesura de la densitat. Les nanes marrons es caracteritzen per tenir aproximadament els mateixos valors de radi i volum, i per tant un cos còsmic amb una massa de 10 Júpiters i més probablement pertany a aquest tipus d'objectes.
La segona manera és detectar la radiació de raigs X i infrarojos. Només les nanes marrons, la temperatura de les quals ha baixat al nivell planetari (fins a 1000 K), no poden presumir d'una característica tan notable.
La manera de distingir-se de les estrelles clares
Una lluminària amb una massa petita és un altre objecte del qual pot ser difícil distingir una nana marró. Què és una estrella? Es tracta d'una caldera termonuclear, on tot es crema gradualment.elements lleugers. Un d'ells és el liti. D'una banda, a les profunditats de la majoria d'estrelles, s'acaba amb força rapidesa. D' altra banda, es requereix una temperatura relativament baixa per a la reacció amb la seva participació. Resulta que l'objecte amb línies de liti a l'espectre probablement pertany a la classe de les nanes marrons. Aquest mètode té les seves limitacions. El liti sovint està present a l'espectre de les estrelles joves. A més, les nanes marrons poden esgotar totes les reserves d'aquest element en un període de mig milió d'anys.
El metà també pot ser un segell distintiu. En les etapes finals del seu cicle de vida, una nana marró és una estrella la temperatura de la qual li permet acumular una quantitat impressionant. Altres lluminàries no poden refredar-se en aquest estat.
Per distingir entre nanes marrons i estrelles, també es mesura la seva brillantor. Les lluminàries s'enfoguen al final de la seva existència. Els nans refreden tota la "vida". En les etapes finals, es tornen tan fosques que és impossible confondre'ls amb estrelles.
Nanes marrons: tipus espectral
La temperatura superficial dels objectes descrits varia en funció de la massa i l'edat. Els possibles valors van des dels planetaris fins als característics de les estrelles més fredes de classe M. Per aquests motius, es van identificar originalment dos tipus espectrals addicionals, L i T, per a les nanes marrons. A més d'ells, també existia en teoria la classe Y. Fins ara, s'ha confirmat la seva realitat. Detenim-nos en les característiques dels objectes de cadascuna de les classes.
Classe L
Les estrelles que pertanyen al primer tipus d'aquestes es diferencien dels representants de la classe M anterior per la presència de bandes d'absorció no només d'òxid de titani i vanadi, sinó també d'hidrurs metàl·lics. Va ser aquesta característica la que va permetre distingir una nova classe L. A més, es van trobar línies de metalls alcalins i iode en l'espectre d'algunes nanes marrons que li pertanyien. El 2005, s'havien descobert 400 instal·lacions d'aquest tipus.
Classe T
Els T-nans es caracteritzen per la presència de bandes de metà al rang de l'infraroig proper. Anteriorment, només es trobaven propietats similars als gegants gasosos del sistema solar, així com a Tità, la lluna de Saturn. Els hidrurs FeH i CrH, característics dels nans L, estan sent substituïts a la classe T per metalls alcalins com el sodi i el potassi.
Segons les suposicions dels científics, aquests objectes haurien de tenir una massa relativament petita: no més de 70 masses de Júpiter. Els nans T marrons són semblants en molts aspectes als gegants gasosos. La seva temperatura superficial característica varia entre 700 i 1300 K. Si alguna vegada aquestes nanes marrons cauen a la lent de la càmera, la foto mostrarà objectes de color blau rosat. Aquest efecte està associat a la influència dels espectres de sodi i potassi, així com de compostos moleculars.
Classe Y
L'últim tipus espectral només existeix en teoria. La temperatura superficial d'aquests objectes hauria de ser inferior a 700 K, és a dir, 400 ºС. A l'interval visible, aquestes nanes marrons no es detecten (la foto no funcionarà en absolut).
No obstant això, el 2011Els astrofísics nord-americans van anunciar el descobriment de diversos objectes freds similars amb temperatures que oscil·len entre els 300 i els 500 K. Un d'ells, WISE 1541-2250, es troba a una distància de 13,7 anys llum del Sol. L' altre, WISE J1828+2650, té una temperatura superficial de 25 °C.
El bessó del sol és una nana marró
Una història sobre objectes espacials tan interessants estaria incompleta sense esmentar l'Estrella de la Mort. Aquest és el nom del bessó del Sol hipotèticament existent, segons els supòsits d'alguns científics, situat a una distància de 50-100 unitats astronòmiques d'aquest, fora del núvol d'Oort. Segons els astrofísics, el suposat objecte és un parell de la nostra lluminària i passa per la Terra cada 26 milions d'anys.
La hipòtesi està relacionada amb la suposició dels paleontòlegs David Raup i Jack Sepkowski sobre l'extinció massiva periòdica d'espècies biològiques al nostre planeta. Es va expressar l'any 1984. En general, la teoria és força controvertida, però hi ha arguments a favor.
L'Estrella de la Mort és una possible explicació d'aquestes extincions. Una suposició similar va sorgir simultàniament en dos grups diferents d'astrònoms. Segons els seus càlculs, el bessó del Sol hauria de moure's al llarg d'una òrbita molt allargada. Quan s'acosta a la nostra lluminària, pertorba els cometes, que en gran nombre "habitan" el núvol d'Oort. Com a resultat, augmenta el nombre de col·lisions amb la Terra, la qual cosa condueix a la mort d'organismes.
"Estrella de la mort", o Nemesis, comtambé s'anomena, pot ser una nana marró, blanca o vermella. Fins ara, però, no s'ha trobat cap objecte adequat per a aquesta funció. Hi ha suggeriments que a la zona del núvol d'Oort hi ha un planeta gegant encara desconegut que afecta les òrbites dels cometes. Atreu els blocs de gel cap a si mateix, evitant així la seva possible col·lisió amb la Terra, és a dir, no actua gens com la hipotètica Estrella de la Mort. Tanmateix, tampoc hi ha proves de l'existència del planeta Tyche (és a dir, la germana de Nemesis).
Les nanes marrons són objectes relativament nous per als astrònoms. Encara hi ha molta informació per obtenir i analitzar sobre ells. Avui ja se suposa que aquests objectes poden ser companys de moltes estrelles conegudes. Les dificultats per investigar i detectar aquest tipus de nans estableixen un nou llistó alt per a l'equip científic i la comprensió teòrica.
