ยิ่งนักวิทยาศาสตร์มีความรู้เชิงทฤษฎีและความสามารถทางเทคนิคมากเท่าไหร่ พวกเขาก็ยิ่งค้นพบมากขึ้นเท่านั้น ดูเหมือนว่าวัตถุอวกาศทั้งหมดจะรู้จักอยู่แล้วและจำเป็นต้องอธิบายคุณลักษณะเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ทุกครั้งที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์มีความคิดเช่นนี้ จักรวาลก็สร้างความประหลาดใจให้กับพวกเขาอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้ง นวัตกรรมดังกล่าวได้รับการคาดการณ์ในทางทฤษฎี วัตถุเหล่านี้รวมถึงดาวแคระน้ำตาล จนถึงปี 1995 พวกมันมีอยู่เพียงปลายปากกา
มารู้จักกัน
ดาวแคระน้ำตาลเป็นดาวที่ค่อนข้างแปลก พารามิเตอร์หลักทั้งหมดนั้นแตกต่างจากคุณสมบัติของผู้ทรงคุณวุฒิที่เราคุ้นเคย แต่มีความคล้ายคลึงกัน กล่าวโดยเคร่งครัดว่าดาวแคระน้ำตาลเป็นวัตถุย่อย โดยมีตำแหน่งตรงกลางระหว่างดวงดาราและดาวเคราะห์ วัตถุจักรวาลเหล่านี้มีมวลค่อนข้างเล็ก - จาก 12.57 ถึง 80.35 ของพารามิเตอร์ที่คล้ายคลึงกันของดาวพฤหัสบดี ในลำไส้ของพวกเขาเช่นเดียวกับในศูนย์ดาวดวงอื่นเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ความแตกต่างระหว่างดาวแคระน้ำตาลคือบทบาทที่ไม่สำคัญอย่างยิ่งของไฮโดรเจนในกระบวนการนี้ ดาวดังกล่าวใช้ดิวเทอเรียม โบรอน ลิเธียม และเบริลเลียมเป็นเชื้อเพลิง "เชื้อเพลิง" หมดเร็วมาก และดาวแคระน้ำตาลก็เริ่มเย็นลง หลังจากกระบวนการนี้เสร็จสิ้น มันจะกลายเป็นวัตถุคล้ายดาวเคราะห์ ดังนั้น ดาวแคระน้ำตาลจึงเป็นดาวที่ไม่เคยตกบนลำดับหลักของแผนภาพเฮิรตซ์สปริง-รัสเซลล์
ล่องหน
วัตถุที่น่าสนใจเหล่านี้มีความโดดเด่นด้วยลักษณะเด่นอื่นๆ อีกหลายประการ พวกมันเป็นดาวที่เร่ร่อนซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับกาแล็กซีใดๆ ตามทฤษฎีแล้ว วัตถุในจักรวาลดังกล่าวสามารถท่องไปในอวกาศได้เป็นเวลาหลายล้านปี อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของพวกมันคือการไม่มีรังสีเกือบทั้งหมด เป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตเห็นวัตถุดังกล่าวโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ไม่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสมมาเป็นเวลานาน
การค้นพบครั้งแรก
การแผ่รังสีของดาวแคระน้ำตาลที่แรงที่สุดตกกระทบบริเวณสเปกตรัมอินฟราเรด การค้นหาร่องรอยดังกล่าวประสบความสำเร็จในปี 2538 เมื่อค้นพบวัตถุชิ้นแรก Teide 1 เป็นของคลาสสเปกตรัม M8 และตั้งอยู่ในกระจุกดาวลูกไก่ ในปีเดียวกันนั้น ดาวอีกดวงหนึ่งคือ Gliese 229B ถูกค้นพบที่ระยะห่าง 20 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ มันหมุนรอบดาวแคระแดง Gliese 229A การค้นพบเริ่มตามมาทีละคน ถึงตอนนี้ก็รู้ๆกันอยู่ดาวแคระน้ำตาลกว่าร้อยตัว
ความแตกต่าง
ดาวแคระน้ำตาลนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะระบุเพราะมีความคล้ายคลึงกันในหลาย ๆ ด้านกับดาวเคราะห์และดาวสว่าง ในรัศมีของพวกมัน พวกมันเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง ค่าที่ใกล้เคียงกันของพารามิเตอร์นี้จะคงอยู่ตลอดช่วงมวลของดาวแคระน้ำตาลทั้งหมด ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว การแยกพวกมันออกจากดาวเคราะห์เป็นเรื่องยากมาก
นอกจากนี้ ดาวแคระประเภทนี้ทั้งหมดไม่สามารถรองรับปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ได้ แสงที่เบาที่สุด (มากถึง 13 มวลดาวพฤหัสบดี) นั้นเย็นมากจนแม้แต่กระบวนการโดยใช้ดิวเทอเรียมก็เป็นไปไม่ได้ในระดับความลึก มวลมากที่สุดอย่างรวดเร็ว (ในระดับจักรวาล - ใน 10 ล้านปี) เย็นลงและยังไม่สามารถรักษาปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ได้ นักวิทยาศาสตร์ใช้สองวิธีหลักในการแยกแยะดาวแคระน้ำตาล อันแรกคือการวัดความหนาแน่น ดาวแคระน้ำตาลมีลักษณะเฉพาะโดยมีค่ารัศมีและปริมาตรใกล้เคียงกัน ดังนั้นวัตถุในจักรวาลที่มีมวล 10 ดาวพฤหัสบดีและสูงกว่าน่าจะเป็นของวัตถุประเภทนี้
วิธีที่สองคือการตรวจจับรังสีเอกซ์และอินฟราเรด มีเพียงดาวแคระน้ำตาลที่มีอุณหภูมิลดลงถึงระดับดาวเคราะห์ (สูงถึง 1,000 K) เท่านั้นที่ไม่สามารถอวดลักษณะที่สังเกตเห็นได้ชัดเจน
วิธีแยกแยะแสงดาว
ดวงดาราที่มีมวลน้อยเป็นอีกวัตถุหนึ่งที่ยากต่อการแยกแยะดาวแคระน้ำตาล ดาวคืออะไร? นี่คือหม้อต้มเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ทุกอย่างค่อยๆ เผาไหม้ออกองค์ประกอบแสง หนึ่งในนั้นคือลิเธียม ด้านหนึ่ง ในส่วนลึกของดวงดาวส่วนใหญ่ มันจบลงอย่างรวดเร็ว ในทางกลับกัน อุณหภูมิค่อนข้างต่ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาด้วยการมีส่วนร่วม ปรากฎว่าวัตถุที่มีเส้นลิเธียมในสเปกตรัมน่าจะอยู่ในกลุ่มดาวแคระน้ำตาล วิธีการนี้มีข้อจำกัด ลิเธียมมักปรากฏอยู่ในสเปกตรัมของดาวอายุน้อย นอกจากนี้ ดาวแคระน้ำตาลยังสามารถทำให้ปริมาณสำรองทั้งหมดของธาตุนี้หมดลงในระยะเวลาครึ่งพันล้านปี
มีเทนก็เป็นจุดเด่นได้เช่นกัน ในระยะสุดท้ายของวงจรชีวิต ดาวแคระน้ำตาลคือดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิทำให้มันสะสมจำนวนที่น่าประทับใจได้ ผู้ทรงคุณวุฒิอื่นไม่สามารถทำให้สถานะดังกล่าวเย็นลงได้
เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างดาวแคระน้ำตาลและดาวฤกษ์ ความสว่างของพวกมันจะถูกวัดด้วย ดวงสว่างสลัวเมื่อสิ้นสุดการดำรงอยู่ คนแคระเย็นลง "ชีวิต" ทั้งหมด ในขั้นตอนสุดท้าย พวกมันมืดมนจนไม่สามารถสับสนกับดวงดาวได้
ดาวแคระน้ำตาล: ประเภทสเปกตรัม
อุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุที่อธิบายไว้จะแตกต่างกันไปตามมวลและอายุ ค่าที่เป็นไปได้มีตั้งแต่ดาวเคราะห์จนถึงลักษณะเฉพาะของดาวฤกษ์ประเภท M ที่เย็นที่สุด ด้วยเหตุผลเหล่านี้ สเปกตรัมเพิ่มเติมสองประเภทคือ L และ T ซึ่งเดิมระบุเป็นดาวแคระน้ำตาล นอกจากนี้ คลาส Y ยังมีอยู่ในทฤษฎีด้วย จนถึงปัจจุบัน ความเป็นจริงได้รับการยืนยันแล้ว มาดูคุณสมบัติของออบเจกต์ของแต่ละคลาสกันดีกว่า
คลาส L
ดาวที่อยู่ในประเภทแรกที่กล่าวถึงนั้นแตกต่างจากตัวแทนของคลาส M ก่อนหน้า เนื่องจากมีแถบดูดซับไม่เพียงแต่ไททาเนียมออกไซด์และวานาเดียมเท่านั้น แต่ยังมีเมทัลไฮไดรด์ด้วย คุณลักษณะนี้ทำให้สามารถแยกแยะคลาส L ใหม่ได้ นอกจากนี้ ยังพบเส้นของโลหะอัลคาไลและไอโอดีนในสเปกตรัมของดาวแคระน้ำตาลบางส่วนที่เป็นของมัน ภายในปี 2548 มีการค้นพบสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าว 400 แห่ง
ชั้น T
ดาวแคระ T มีลักษณะเด่นของการมีอยู่ของแถบมีเทนในช่วงอินฟราเรดใกล้ ก่อนหน้านี้พบคุณสมบัติที่คล้ายกันในก๊าซยักษ์ของระบบสุริยะเท่านั้น เช่นเดียวกับดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ ไฮไดรด์ FeH และ CrH ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของดาวแคระ L ถูกแทนที่ในคลาส T ด้วยโลหะอัลคาไล เช่น โซเดียมและโพแทสเซียม
ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ วัตถุดังกล่าวควรมีมวลค่อนข้างเล็ก - ไม่เกิน 70 มวลดาวพฤหัสบดี ดาวแคระ T สีน้ำตาลมีความคล้ายคลึงกันในหลาย ๆ ด้านกับก๊าซยักษ์ อุณหภูมิพื้นผิวเฉพาะของพวกมันจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 700 ถึง 1300 เค หากดาวแคระน้ำตาลดังกล่าวตกลงไปในเลนส์กล้อง ภาพถ่ายจะแสดงวัตถุสีน้ำเงินอมชมพู ผลกระทบนี้เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของสเปกตรัมของโซเดียมและโพแทสเซียม เช่นเดียวกับสารประกอบโมเลกุล
คลาส Y
สเปกตรัมสุดท้ายมีมานานแล้วในทางทฤษฎีเท่านั้น อุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุดังกล่าวควรต่ำกว่า 700 K เช่น 400 ºС ในช่วงที่มองเห็นได้ จะตรวจไม่พบดาวแคระน้ำตาลดังกล่าว (ภาพจะไม่ทำงานเลย)
อย่างไรก็ตาม ในปี 2011นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกันประกาศการค้นพบวัตถุเย็นที่คล้ายกันหลายแห่งซึ่งมีอุณหภูมิตั้งแต่ 300 ถึง 500 เค หนึ่งในนั้นคือ WISE 1541-2250 ตั้งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 13.7 ปีแสง อีกอัน WISE J1828+2650 มีอุณหภูมิพื้นผิว 25 องศาเซลเซียส
ดวงอาทิตย์แฝดเป็นดาวแคระน้ำตาล
เรื่องราวเกี่ยวกับวัตถุอวกาศที่น่าสนใจดังกล่าวจะไม่สมบูรณ์โดยไม่ต้องพูดถึงเดธสตาร์ นี่คือชื่อของดวงอาทิตย์แฝดที่มีอยู่ตามสมมุติฐาน ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์บางคน ซึ่งอยู่ห่างจากมันประมาณ 50-100 หน่วยดาราศาสตร์ นอกเมฆออร์ต ตามที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์กล่าวว่าวัตถุที่ถูกกล่าวหาคือคู่ของผู้ทรงคุณวุฒิของเราและผ่านโลกทุกๆ 26 ล้านปี
สมมติฐานนี้เกี่ยวข้องกับข้อสันนิษฐานของนักบรรพชีวินวิทยา David Raup และ Jack Sepkowski เกี่ยวกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาบนโลกใบนี้ มันถูกแสดงในปี 1984 โดยทั่วไป ทฤษฎีนี้ค่อนข้างขัดแย้ง แต่มีข้อโต้แย้งสนับสนุน
เดธสตาร์เป็นหนึ่งในคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับการสูญพันธุ์เหล่านี้ สมมติฐานที่คล้ายกันเกิดขึ้นพร้อมกันในกลุ่มนักดาราศาสตร์สองกลุ่มที่แตกต่างกัน จากการคำนวณ ดวงอาทิตย์คู่ควรเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรที่ยาวมาก เมื่อเข้าใกล้แสงสว่างของเรา มันจะรบกวนดาวหาง จำนวนมาก "อาศัยอยู่" เมฆออร์ต เป็นผลให้จำนวนการชนกับโลกเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่ความตายของสิ่งมีชีวิต
"เดธสตาร์" หรือ กรรมตามสนอง ตามเรียกอีกอย่างว่าอาจเป็นดาวแคระน้ำตาลขาวหรือแดง อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน ไม่พบวัตถุที่เหมาะสมสำหรับบทบาทนี้ มีข้อเสนอแนะว่าในเขตเมฆออร์ตยังมีดาวเคราะห์ยักษ์ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักซึ่งส่งผลต่อวงโคจรของดาวหาง มันดึงดูดก้อนน้ำแข็งมาที่ตัวมันเอง ดังนั้นจึงป้องกันการชนกับโลกได้ กล่าวคือ มันไม่ได้ทำหน้าที่เหมือนดาวมรณะในสมมุติฐานเลย อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานการมีอยู่ของดาวเคราะห์ Tyche (นั่นคือ น้องสาวของกรรมตามสนอง) เช่นกัน
ดาวแคระน้ำตาลเป็นวัตถุที่ค่อนข้างใหม่สำหรับนักดาราศาสตร์ ยังมีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับพวกเขาที่จะได้รับและวิเคราะห์ ในปัจจุบันมีสมมติฐานแล้วว่าวัตถุดังกล่าวสามารถเป็นสหายของดาวฤกษ์หลายดวงที่รู้จัก ความยากลำบากในการค้นคว้าและตรวจจับดาวแคระประเภทนี้ได้สร้างมาตรฐานใหม่สำหรับอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์และความเข้าใจเชิงทฤษฎี
