stringtranslate.com

Субзвездный объект

Субзвездный объект , иногда называемый субзвездой , — это астрономический объект , масса которого меньше наименьшей массы, при которой может поддерживаться термоядерный синтез водорода (приблизительно 0,08 массы Солнца ). Это определение включает коричневые карлики и бывшие звезды, подобные EF Эридана B , а также может включать объекты планетарной массы , независимо от механизма их формирования и того, связаны ли они с первичной звездой . [1] [2] [3] [4]

Предполагая, что субзвездный объект имеет состав, аналогичный составу Солнца , и по крайней мере массу Юпитера (приблизительно 0,001 солнечной массы), его радиус будет сопоставим с радиусом Юпитера (приблизительно 0,1 солнечного радиуса ) независимо от массы субзвездного объекта (коричневые карлики имеют массу менее 75 масс Юпитера). Это происходит потому, что центр такого субзвездного объекта в верхнем диапазоне массы (чуть ниже предела горения водорода ) является довольно вырожденным , с плотностью ≈10 3 г/см 3 , но это вырождение уменьшается с уменьшением массы, пока при массе Юпитера субзвездный объект не будет иметь центральную плотность менее 10 г/см 3 . Уменьшение плотности уравновешивает уменьшение массы, сохраняя радиус приблизительно постоянным. [5]

Субзвездные объекты, такие как коричневые карлики, не обладают достаточной массой для синтеза водорода и гелия, поэтому не подвергаются обычной звездной эволюции , которая ограничивает продолжительность жизни звезд.

Субзвездный объект с массой чуть ниже предела синтеза водорода может временно зажечь водородный синтез в своем центре. Хотя это даст некоторую энергию, ее будет недостаточно, чтобы преодолеть продолжающееся гравитационное сжатие объекта . Аналогично, хотя объект с массой выше примерно 0,013 солнечных масс сможет синтезировать дейтерий в течение некоторого времени, этот источник энергии будет исчерпан примерно через 1–100  миллионов лет. Помимо этих источников, излучение изолированного субзвездного объекта происходит только от высвобождения его гравитационной потенциальной энергии , что заставляет его постепенно остывать и сжиматься. Субзвездный объект на орбите вокруг звезды будет сжиматься медленнее, поскольку он согревается звездой, эволюционируя к равновесному состоянию, в котором он излучает столько же энергии, сколько получает от звезды. [6]

Субзвездные объекты достаточно холодны, чтобы иметь водяной пар в своей атмосфере. Инфракрасная спектроскопия может обнаружить отличительный цвет воды в субзвездных объектах размером с газового гиганта , даже если они не находятся на орбите вокруг звезды. [7]

Классификация

Уильям Дункан Макмиллан предложил в 1918 году классификацию субзвездных объектов на три категории, основанные на их плотности и фазовом состоянии: твердые, переходные и темные (незвездные) газообразные. [8] Твердые объекты включают Землю, меньшие планеты земной группы и луны; Уран и Нептун (а также более поздние мини-Нептун и суперземные планеты) являются переходными объектами между твердым и газообразным. Сатурн, Юпитер и крупные газовые гигантские планеты находятся в полностью «газообразном» состоянии.

Субзвездный компаньон

Наземные и космические обсерватории наблюдают за Gliese 229 и ее спутником, размер которого, возможно, составляет 20–40 масс Юпитера [9]

Субзвездный объект может быть спутником звезды, [9] например, экзопланета или коричневый карлик , вращающийся вокруг звезды. [10] Объекты с массой от 8 до 23 масс Юпитера называются субзвездными спутниками. [11]

Объекты, вращающиеся вокруг звезды, часто называют планетами с массой менее 13 масс Юпитера , а коричневыми карликами — с массой более 13 масс Юпитера. [12] Спутники на границе планеты и коричневого карлика называются супер-юпитерами , например, тот, что вращается вокруг звезды Каппа Андромеды . [13] Тем не менее, объекты с массой менее 8 масс Юпитера называются коричневыми карликами. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ §3, Что такое планета?, Стивен Сотер, Astronomical Journal , 132 , № 6 (декабрь 2006 г.), стр. 2513–2519.
  2. ^ Шабрие и Барафф, стр. 337–338.
  3. ^ Alula Australis Архивировано 24 августа 2006 г. на Wayback Machine , Джим Калер, в Stars , коллекции веб-страниц. Доступ онлайн 17 сентября 2007 г.
  4. ^ Поиск субзвездных членов в скоплениях Пресепе и σ Ориониса, Б. М. Гонсалес-Гарсиа, М. Р. Сапатеро Осорио, В. Дж. С. Бехар, Г. Бихайн, Д. Баррадо И Наваскуэс, Х. А. Кабальеро и М. Моралес-Кальдерон, Астрономия и астрофизика 460 , № 3 (декабрь 2006 г.), стр. 799–810.
  5. ^ Шабрие и Барафф, §2.1.1, 3.1, рисунок 3.
  6. ^ Шабрие и Барафф, §4.1, рисунки 6–8.
  7. ^ Хилле, Карл (2018-01-11). «Хаббл находит субзвездные объекты в туманности Ориона». NASA . Получено 2018-01-30 .
  8. ↑ MacMillan, WD (июль 1918 г.). «О звездной эволюции». Astrophysical Journal . 48 : 35–49. Bibcode : 1918ApJ....48...35M. doi : 10.1086/142412.
  9. ^ ab STScI-1995-48
  10. ^ Муграуэр, М. и др. - Прямое обнаружение субзвездного компаньона молодой близлежащей звезды PZ Telescopii (2010)
  11. ^ С. Гейер и др. - Открытие близкого субзвездного компаньона горячей субкарликовой звезды HD 149382 (2009)
  12. ^ Boss, AP; Basri, Gibor; Kumar, Shiv S.; Liebert, James; Martín, Eduardo L.; Reipurth, B.; «Nomenclature: Brown Dwarfs, Gas Giant Planets, and ?», в Brown Dwarfs, Proceedings of IAU Symposium #211, состоявшемся 20–24 мая 2002 г. в Гавайском университете, Гонолулу
  13. ^ Астрономы получили прямые изображения «Супер-Юпитера» массивной звезды 11.19.12
  14. ^ Открытие коричневого карлика планетарной массы с околозвездным диском, Лухман и др., 2005

Внешние ссылки