Yarışmada bir kaybeden olarak, kahverengi cücenin gerçek bir yıldız olma şansı var mı?
Luhman 16, dünyaya en yakın kahverengi cüce ikili yıldız sistemi.
Evrende sayısız yıldız var ve aynı zamanda sayısız kahverengi cüce var. Yıldız statüsü yarışmasında kaybedenler, yeterince malzeme alamadıkları için hidrojen füzyonu ile kütleyi enerjiye dönüştürme fırsatını kaybettiler.
Bulutsudaki materyallerin çoğunun yıldız olma şansı yoktur, bunun yerine küçük gaz bulutları, asteroitler, karasal gezegenler, gaz devleri ve kahverengi cüceler haline gelir. Kahverengi bir cücenin içi aslında ölü değildir, ancak nadir izotopların nükleer füzyonu meydana gelecektir, ancak üretilen enerji çok küçüktür ve onu göz kamaştırıcı bir yıldız yapmanın bir yolu yoktur.
Yıldız çekirdeğinde nükleer füzyonu tetiklemek için sıcaklık gibi birçok koşul gereklidir. Hidrojenin helyuma dönüşmesi için sıcaklığın en az 4 milyon K'ye ihtiyacı vardır. Yıldızları besleyen bulutsunun sıcaklığı çok düşüktür, neredeyse sadece birkaç on K. Yerçekimi, gaz bulutunun küçülmesine, moleküler hareketin hızının artmasına ve sıcaklık kademeli olarak yükselmesine neden olur. Moleküler yoğunluk arttıktan sonra, ısı gazın içinde hapsolacaktır.
Orion, büyük bir moleküler buluta ve ondan doğan yıldızlara sahiptir.
Malzeme birikimi miktarı fazlaysa, iç sıcaklığın 1 milyon K'yi aşma şansı vardır. Bu sıcaklık hidrojenin helyuma kaynaşması için yeterli olmasa da, çok özel bir füzyon reaksiyonu-döteryum füzyonunu tetikleyecektir. Döteryum, evrendeki toplam hidrojenin yaklaşık% 0.002'sini oluşturan nadir bir hidrojen izotopudur. Döteryumda hidrojenden bir nötron daha var. Bu sıcaklıkta döteronlar protonlarla - yani hidrojen çekirdekleriyle - kaynaşabilir ve füzyonun ürünü olağandışı bir helyum izotopu olan helyum 3'tür.
Füzyon kaçınılmaz olarak enerji açığa çıkaracaktır. Yıldız füzyonu tarafından çok fazla salınım olmamasına rağmen, madde kütlesinin içini desteklemek yeterlidir, böylece küçülmeye devam etmez, böylece çekirdek sıcaklığının 4 milyon K işaretini vaktinden önce kırmasını önler. Bu şekilde birçok büyük yıldız oluşur - bu durumda daha fazla malzeme kapmak için yeterli zaman kazanmışlardır. 4 milyon K'nın bir engel olmasının nedeni, hidrojen çekirdeği füzyonu gerçekleştiğinde, açığa çıkan devasa enerjinin madde birikimini engelleyeceğidir. Döteryum füzyonu olmasaydı, büyük yıldızlar olmazdı; döteryum füzyonu olmadan, evrendeki en büyük yıldızların kütlesi güneşinkinin en fazla üç katını geçemezdi. Aslında, güneşin yüzlerce katı kütleye sahip çok sayıda dev yıldız vardır.
Yıldız olabilmek için, iç sıcaklığının 4 milyon K'ye ulaşması için kütlesinin güneşin en az% 7'si olması gerekir. Kahverengi bir cüce olmak için çok şeye ihtiyacın yok.
Luhman 16, kahverengi cücelerden oluşan bir çift ikili yıldızdır.
Evrende çok sayıda ikili yıldız olduğu gibi, evrende ikili yıldızlar olarak var olan çok sayıda kahverengi cüceler de vardır. Dünyaya en yakın kahverengi cüce yıldız Luhman 16, bir çift ikili yıldızdır. İkisi arasındaki mesafe, dünya ile güneş arasındaki mesafenin yaklaşık üç katıdır ve toplam kütleleri kesinlikle güneşin% 7'sinden fazladır. Başka bir deyişle, birleşirlerse gerçek bir yıldız olurlar. Aslında, herhangi bir kahverengi cüce, kütlesini hidrojen füzyonunun alt sınırını aşmak için fazladan malzeme elde ettiği sürece bir yıldız haline gelecektir.
Çift yıldızların birleşmesi genellikle dış faktörlerin desteklenmesini gerektirir ve bu tür fırsatlar sınırlıdır. Kararlı ikili yıldızlar yerçekimi nedeniyle yörüngesel bozulmaya uğrayacaklarsa da, bu nedenle birleşirlerse, evrenin şu anki çağının çok ötesinde, son derece uzun bir süreçten geçmek zorunda kalacaklar. Olasılık açısından olağanüstü durumlar dışında, her 10 ^ 18 yılda bir - şu anki evrenin yaşının 100 milyon katına eşdeğer - kahverengi cücelerin yalnızca% 1'i şanslı.
Ama aslında bu olasılık daha yüksek olabilir. Gök cisimleri sınırlı olmasına rağmen, etki alanları çok daha büyüktür. Örneğin, dünya sonlu bir küredir, ancak güneş patlamaları dünyanın yörüngesini süpürdüğünde, dünyanın dış atmosfer molekülleri güneşten milyonlarca kilometre uzağa uzayabilir. Son gözlemler, kahverengi cücelerin de işaret fişeklerine benzer radyasyon patlamalarına sahip olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, alçak yörüngedeki yapay bir uydunun eninde sonunda düşeceği gibi, yıldızlararası gazın içinden geçen kahverengi cücelerin yörüngeleri de direnç nedeniyle hızlanacak ve bozulacak ve kahverengi cüceler yaklaşmalarını hızlandıracak. İki kahverengi cüce arasındaki mesafe Merkür ve güneşin mesafesine eşitse, bu etki daha da belirginleşecektir.
Zamanın farklı noktalarında Luhman 16 ikili yıldızını oluşturan iki kahverengi cücenin konumları.
Kahverengi bir cücenin çekirdeğindeki döteryum yandığında yavaş yavaş soğuyacaktır. Ancak öyle olsa bile, birleştiklerinde, çarpmanın oluşturduğu enerji, çekirdeğin tekrar yanmasına neden olacak kadar yüksek sıcaklık ve basınç üretmeye devam edecektir. Birleştikten sonra, son derece küçük kütleli ve son derece uzun ömürlü bir kırmızı cüce üretme olasılığı yüksektir. Bu tür kızıl cücelerin ömrü 10 trilyon yılı aşabilir. Kahverengi cüce ateşlendiğinde, uzak gelecekte hala parıldayan galaksideki tek yıldız olması muhtemeldir.
Kahverengi bir cüce tarafından tutuşturulan bu tür kırmızı cüce yıldız son derece ilginçtir. İç çekirdeğindeki hidrojen, füzyon yoluyla helyum 4 haline gelecek ve iç çekirdek malzemesi, konveksiyon yoluyla dış katmanla değişecektir. Bu nedenle, hidrojen yakıtı kullanımı oldukça verimlidir ve neredeyse% 100'e ulaşır. Sonunda, bu tür kırmızı cücelerin bileşimi saf helyum-4 haline gelecektir. Kütle çok küçük olduğu için helyum 4 tekrar ateşlenemez, bu yüzden kalıntıları yavaşça küçülür ve mevcut evrende bulunmayan bir helyum beyaz cüce haline gelir.
Bununla birlikte, evrendeki çoğu kahverengi cücenin savaşıp gerçek bir yıldız olma şansı yok çünkü kahverengi cücelerin birleşme olasılığı çok düşük. Ancak bu az sayıdaki şanslı kişi, sonun karanlığını aydınlatabilecek bir işaretçi olma fırsatına sahip.
