Rudoji nykštukė
Rudoji nykštukė - tai objektas, sudarytas iš tų pačių medžiagų, kaip ir žvaigždės, tačiau jo masė nepakankama vandenilio sintezei (vandenilio atomų jungimuisi į helio atomus). Branduolių sintezė yra tai, dėl ko žvaigždės švyti. Rudosios nykštukės nėra pakankamai masyvios, kad tai galėtų vykti, todėl jos nėra įprastos žvaigždės. Kita vertus, jos nėra ir įprastos planetos milžinės, nes švyti. Manoma, kad jų yra daug, tačiau jų rasta nedaug, nes jų absoliutus dydis yra mažas.
Jų masė yra tarp sunkiausių dujinių milžinių ir lengviausių žvaigždžių, o viršutinė riba yra maždaug 75-80 kartų didesnė už Jupiterio masę (M J). Manoma, kad didesnės nei 13 M Jrudosios nykštukės degina deuterį, o didesnės nei ~65 M J, degina ir litį.
Nepaisant jų pavadinimo, dauguma rudųjų nykštukių žmogaus akiai atrodo purpurinės spalvos. Artimiausia žinoma rudoji nykštukė yra WISE 1049-5319, esanti už maždaug 6,5 šviesmečių nuo mūsų - 2013 m. atrasta rudųjų nykštukių dvinarė sistema.
Mažesnysis objektas yra Gliese 229B, maždaug 20-50 kartų masyvesnis už Jupiterį, skriejantis aplink žvaigždę Gliese 229. Jis yra Lepo žvaigždyne, maždaug už 19 šviesmečių nuo Žemės.
Atradimas
Apie vadinamąsias rudąsias nykštukes pradėta kalbėti 1960-aisiais. Buvo siūlomi alternatyvūs rudųjų nykštukių pavadinimai, tarp jų - planetar ir substar. Dešimtmečius jie išliko hipotetiniai.
Ankstyvosios teorijos teigė, kad mažesnio nei 0,09 Saulės masės objekto žvaigždžių evoliucija niekada nebus įprasta. Deuterio degimo iki 0,012 Saulės masės atradimas ir dulkių susidarymo vėsiose išorinėse rudųjų nykštukių atmosferose poveikis aštuntojo dešimtmečio pabaigoje privertė suabejoti šiomis teorijomis. Tačiau tokius objektus buvo sunku surasti, nes jie beveik neskleidžia matomos šviesos. Stipriausias jų spinduliavimas yra infraraudonųjų spindulių (IR) spektre, o antžeminiai IR detektoriai tuo metu buvo per daug netikslūs, kad būtų galima lengvai nustatyti rudąsias nykštukes.
Daugelį metų pastangos atrasti ruduosius nykštukus buvo bevaisės. Tačiau 1988 m. buvo atrasta GD 165B, kuri nepasižymėjo nė vienu iš mažos masės raudonosios nykštukės požymių. Šiandien GD 165B pripažįstama kaip objektų, dabar vadinamų "L nykštukėmis", klasės prototipas. Nors vėsiausios nykštukės atradimas tuo metu buvo labai reikšmingas, buvo diskutuojama, ar GD 165B bus priskirta rudosioms nykštukėms, ar tiesiog labai mažos masės žvaigždėms, nes stebėjimais jas atskirti labai sunku.
Netrukus po GD 165B atradimo buvo pranešta apie kitas rudąsias nykštukes kandidates. Tačiau dauguma jų nepateisino savo kandidatūros, nes ličio nebuvimas parodė, kad tai yra žvaigždiniai objektai. Tikros žvaigždės sudegina savo litį per kiek daugiau nei 100 mln. metų (mano), o rudosios nykštukės - ne. Painiojasi tai, kad rudųjų nykštukių temperatūra ir šviesis yra panašūs į kai kurių tikrųjų žvaigždžių. Kitaip tariant, ličio aptikimas objekto atmosferoje reiškia, kad jei objektas yra senesnis nei 100 my, jis yra rudoji nykštukė.
1994-2005 m. rudųjų nykštukių tyrimai pasikeitė, nes buvo atrasti du aiškūs subžvaigždiniai objektai (Teidė 1 ir Gliese 229B).
Pirmoji patvirtinta rudoji nykštukė buvo atrasta 1994 m. Šį objektą pavadino Teidė 1 ir jis buvo aptiktas Plejadžių žvaigždyne. To numerio pirmajame puslapyje "Nature" išskyrė straipsnį "Atrastos rudosios nykštukės, oficialu". Teidės 1 atstumas, cheminė sudėtis ir amžius buvo nustatyti, nes ji yra jauname Plejadžių žvaigždžių spiečiuje. Teidės 1 masė yra 55 kartus didesnė už Jupiterio masę ir akivaizdžiai mažesnė už žvaigždės masės ribą.
Labiau pastebimas Gliese 229B, kurio temperatūra ir švytėjimas buvo gerokai mažesni už žvaigždžių temperatūrą ir švytėjimą. Pažymėtina, kad jos artimosios infraraudonosios srities spektre aiškiai matoma metano absorbcijos juosta ties 2 mikrometrais - ši savybė anksčiau buvo pastebėta tik milžiniškų planetų ir Saturno mėnulio Titano atmosferose. Šis atradimas padėjo sukurti dar vieną spektrinę klasę, dar šaltesnę nei L nykštukės, vadinamą "T nykštukėmis", kurios prototipas yra Gliese 229B.
Mažesnės nei 65 Jupiterio masės rudosios nykštukės negali sudeginti ličio termobranduolinės sintezės būdu bet kuriuo savo evoliucijos metu. Aukštos kokybės spektriniai duomenys parodė, kad Teidė 1 išlaikė pradinį ličio kiekį, buvusį pirminiame molekuliniame debesyje, iš kurio susiformavo Plejadžių žvaigždės. Tai įrodė, kad jos branduolyje nebuvo termobranduolinės sintezės.
Teidė 1 kurį laiką buvo laikoma mažiausiu Saulės sistemos objektu, kurį pavyko nustatyti tiesiogiai stebint. Nuo to laiko nustatyta daugiau kaip 1800 rudųjų nykštukių. Kai kurios jų yra labai arti Žemės, pavyzdžiui, Epsilon Indi Ba ir Bb - rudųjų nykštukių pora, gravitaciškai susijusi su į Saulę panašia žvaigžde, esančia už maždaug 12 šviesmečių nuo Saulės, ir WISE 1049-5319 - rudųjų nykštukių dvinarė sistema, esanti už maždaug 6,5 šviesmečių nuo Žemės.
L nykštuko įspūdis
T nykštuko įspūdis
Y nykštuko įspūdis
Problemos
Jau kelerius metus diskutuojama, kokiu kriterijumi vadovautis nustatant labai mažos masės rudosios nykštukės ir planetos milžinės (~13 Jupiterio masių) skirtumą. Viena mokykla remiasi formavimusi, o kita - vidine fizika.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra rudoji nykštukė?
Atsakymas: Rudoji nykštukė - tai objektas, sudarytas iš tų pačių medžiagų, kaip ir žvaigždės, tačiau jų masė nepakankama vandenilio sintezei, dėl kurios žvaigždės švyti, todėl jos nėra įprastos žvaigždės.
K: Kodėl rudosios nykštukės nelaikomos įprastomis planetomis milžinėmis?
A: Rudosios nykštukės nelaikomos įprastomis planetomis milžinėmis, nes jos švyti, o tai nėra būdinga planetoms milžinėms.
K: Kodėl rudąsias nykštukes sunku surasti?
Atsakymas: Rudąsias nykštukes sunku rasti dėl jų mažo absoliutinio dydžio, nors jų yra daug.
K: Kokios yra rudosios nykštukės masės ribos?
A: Rudųjų nykštukių masė svyruoja tarp sunkiausių dujinių milžinių ir lengviausių žvaigždžių, o viršutinė riba yra maždaug 75-80 kartų didesnė už Jupiterio masę.
K: Kas atsitinka, kai rudosios nykštukės masė viršija 13 MJ?
Atsakymas: Kai rudoji nykštukė sulydo deuterį, manoma, kad jos masė viršija 13 MJ.
K: Kas atsitinka, kai rudosios nykštukės masė viršija ~65 MJ?
A: Manoma, kad rudosios nykštukės, kurių masė viršija ~65 MJ, taip pat lydosi ličiu.
K: Kokios spalvos žmogaus akiai atrodo dauguma rudųjų nykštukių?
A: Nepaisant to, kad dauguma jų vadinamos rudosiomis nykštukėmis, žmogaus akiai jos atrodytų purpurinės spalvos.
