23.5.2023.

Tokom ’60-tih godina je teorija pokazala da bi trebalo da postoji nekakav objekat koji povezuje zvezde i planete. Devedesetih godina teorija se ostvarila u praksi. Otkriveni su braon patuljci, objekti koji dok su mladi liče na zvezde, a kad ostare postaju hladni, nalik planetama…

Umetnička predstava braon patuljka okruežnog diskom gasa i prašine / By ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Braon patuljak je telo koje je prošlo kroz isti proces nastanka kao zvezda, ali....

Razlika između zvezda i planeta je svima poznata. Zvezde nastaju gravitacionim sažimanjem oblaka prašine i gasa. Tim sažimanjem oblak se zagreva i kada dostigne odgovarajući temperaturu u centru buduće zvezde dolazi do paljenja vodonika. Zahvaljujući nuklearnoj fuziji vodonika zvezde imaju sopstveni izvor energije, te zato zrače i na noćnom nebu ih lako uočavamo. Da bi fuzija uopšte otpočela potrebno je da telo ima minimalnu masu od 0.084 mase Sunca.

Planete nastaju u drugačijem procesu. Nakon formiranja zvezde, od ostataka čestica prašine i gasova, gravitacionim privlačenjem stvaraju se sve veće čestice, grudve, planetezimali i na kraju planete. Sve u svemu, nastaje jedno hladno telo koje nije ni dovoljno masivno, ni dovoljno vrelo da bi imalo svoj izvor zračenja, za razliku od zvezde.

šta je to braon patuljak   

Pod terminom “braon patuljak” se podrazumeva nebesko telo koje je prošlo kroz isti proces nastanka kao zvezda, ali da pri tome nije sakupilo dovoljnu količinu gasa i prašine da bi u njegovom jezgru otpočela nuklearna fuzija. Drugim rečima, braon patuljci su zvezde koje nisu dovoljno masivne da bi podržale sagorevanje vodonika. Pošto je donja granica masivnosti za paljenje vodonika 0.084 Sunčeve mase, to znači da braon patuljci moraju imati manju masu.

Po definiciji, centralna temperatura braon patuljka mora biti manja od 3 miliona stepeni, pošto je to kritična temperatura za paljenje vodonika. Temperatura zavisi od mase, jer što je telo masivnije ono ima veću temperaturu. Površinska temperatura braon patuljka se procenjuje na oko 2500 K pa do manje od 1000 K. (Poređenja radi, najmanje zvezde, crveni patuljci, imaju površinsku temperaturu između 2500 i 3500 K).

Temperatura zavisi od starosti braon patuljka. Što je patuljak stariji on je hladniji. Može biti da na početku života u braon patuljku otpočne nuklearna fuzija vodonika koja se neće održati. Mladi braon patuljci su vreli i liče na zvezde (L-patuljci). Međutim, pošto ne mogu podržati sagorevanje vodonika, oni se tokom svog života troše i vremenom hlade. Hlađenjem postaju sve tamniji i sve više liče na planete (T-patuljci). Za par milijardi godina toliko se ohlade da ih ne možemo detektovati, jer će se stopiti sa ostatkom tamne materije univerzuma.

Sve ovo ide u prilog tome da je braon patuljke teško naći na noćnom nebu.

Braon patuljci mogu imati prečnik kao planeta Jupiter, u atmosferi mogu sadržati dosta istih molekula (npr. metan), ali su masivniji od planeta Jupiterovog tipa.

Neki naučnici pretpostavljaju da braon patuljci imaju masu između od 10 i 84 Jupiterovih, ali je vrlo moguće da neka džinovska planeta ima masu istu kao i neki omanji braon patuljak, tako da striktne granice u veličini između braon patuljka i planete nema. (slika 1)

slika 1.

Još uvek se ne zna kako nastaju braon patuljci. Svi otkriveni braon patuljci su već formirani, nije se još otkrio nijedan braon patuljak u nastanku.

Kod braon patuljaka koji kruže oko zvezda se može pretpostaviti način nastanka. Ako je njihova putanja oko zvezde više kružna nego eliptična, to može da znači da su nastale iz bogatog protoplanetarnog diska zvezde domaćina, odnosno na sličan način na koji je nastao Sunčev sistem. Ako je njihova putanja oko zvezde ekscentričnija, onda takav sistem liči na dvojni zvezdani sistem.

Braon patuljaci su tamna tela takve temperature da se mogu uočiti u srednjem infracrvenom delu spektra i kada se tako posmatraju izgledaju kao planete…

gde su patuljci    

U Orionovoj maglini, u Trapezium jatu, otkriveno je 18 braon patuljaka. Ta je oblast stara svega 5 miliona godina, dok je Sunčev sistem star oko 5 milijardi godina. To govori da je ova oblast suviše mlada da bi u njoj postojao planetarni sistem i zato je zaključeno da su ovde u pitanju braon patuljci, a ne planete.

Braon patuljci se mogu naći u dvojnim sistemima, gde kruže oko neke zvezde, mogu se naći u jatima, ali i mogu sami da lutaju svemirom, čineći deo tamne materije…

U dvojnim sistemima braon patuljci se otkrivaju astrometrijom. No, ovom metodom se mogu otkriti masivniji braon patuljci, odnosno oni čija je masa blizu granici za paljenje vodonika. Novija istraživanja kažu da ima malo braon patuljaka oko zvezda Sunčevog tipa.

Pretpostavlja se da u Mlečnom putu ima duplo više T i L patuljaka nego zvezda kao što je Sunce.

prvi braon patuljak    

Godine 1995. otkriven je prvi braon patuljak. Gliese 229B kruži oko zvezde GL229 na udaljenosti sličnoj kao što je udaljenost Plutona od Sunca. Zvezda GL229 je hladni crveni patuljak od nas udaljena 19 s.g. Na osnovu snimljenog spektra atmosfere ovog braon patuljka primećena je velika sličnost sa atmosferom džinovskih planeta kao što je Jupiter zbog velikog prisustva metana.

Slika 2. Gliese570 (detalj) copyright: "Atlas Image [or Atlas Image mosaic] obtained as part of the Two Micron All Sky Survey (2MASS), a joint project of the University of Massachusetts and the Infrared Processing and Analysis Center/California Institute of Technology, funded by the National Aeronautics and Space Administration and the National Science Foundation"

Ostali patuljci:

Beli patuljaci: Zvezda koja je sagorela sav vodonik i koja je zbog toga kolapsirala u objekat Zemljine veličine. Zbog kolapsa temperatura joj poraste do belog usijanja.

Žuti patuljci: Normalne, aktivne zvezde, kao što je Sunce.

Crveni patuljci: Aktivne, manje, tamnije i hladnije zvezde od Sunca. Što je hladnija zvezda je crvenija.

Crni patuljci: Teoretski, to su beli patuljci koji su se ohladili do apsolutne nule. Svemir još uvek nije toliko hladan da bi crni patuljci sada postojali.