Menu Close

Mengulas Lebih Jauh Tentang Bintang Katai Coklat

Mengulas Lebih Jauh Tentang Bintang Katai Coklat – Katai coklat adalah objek subbintang yang tidak cukup masif untuk menopang fusi nuklir hidrogen biasa ( 1 H ) menjadi helium di intinya, tidak seperti bintang deret utama . Mereka memiliki massa antara planet gas raksasa paling masif dan bintang paling tidak masif, kira-kira 13 hingga 80 kali lipat Jupiter ( M J ). Namun, mereka mampu menggabungkan deuterium ( 2 H ), dan yang paling masif (> 65 M J ) mampu sekering lithium ( 7 Li ).

Mengulas Lebih Jauh Tentang Bintang Katai Coklat

diodati.org – Para astronom mengklasifikasikan objek bercahaya diri berdasarkan kelas spektral , perbedaan yang terkait erat dengan suhu permukaan, dan katai coklat menempati tipe M, L, T, dan Y. Karena katai coklat tidak mengalami fusi hidrogen yang stabil, mereka mendingin dari waktu ke waktu, secara progresif melewati jenis spektral kemudian seiring bertambahnya usia.

Baca Juga : Mengulas Lebih Jauh Tentang Bintang Barnard 

Terlepas dari namanya, katai coklat dengan mata telanjang akan muncul warna yang berbeda tergantung pada suhunya. Yang paling hangat mungkin berwarna oranye atau merah, sementara katai coklat yang lebih dingin kemungkinan akan tampak magenta di mata manusia. Katai coklat mungkin sepenuhnya konvektif , tanpa lapisan atau diferensiasi kimia berdasarkan kedalaman.

Meskipun keberadaan mereka awalnya berteori pada 1960-an, baru pada pertengahan 1990-an katai coklat pertama ditemukan. Karena katai coklat memiliki suhu permukaan yang relatif rendah, mereka tidak terlalu terang pada panjang gelombang yang terlihat, memancarkan sebagian besar cahayanya dalam inframerah . Dengan munculnya perangkat pendeteksi inframerah yang lebih mumpuni, ribuan katai coklat telah diidentifikasi. Katai coklat terdekat yang diketahui terletak di sistem Luhman 16 , biner katai coklat tipe L dan T pada jarak sekitar 6,5 tahun cahaya. Luhman 16 adalah sistem ketiga terdekat dengan Matahari setelah Alpha Centauri dan Barnard’s Star.

Sejarah

Teori awal

Objek yang sekarang disebut “katai coklat” diteorikan oleh Shiv S. Kumar pada 1960-an dan awalnya disebut katai hitam , klasifikasi untuk objek substellar gelap yang mengambang bebas di ruang angkasa yang tidak cukup besar untuk menopang fusi hidrogen.

Namun, istilah katai hitam sudah digunakan untuk merujuk pada katai putih dingin ; (b) katai merah menggabungkan hidrogen; dan (c) benda-benda ini mungkin bercahaya pada panjang gelombang yang terlihat di awal kehidupannya. Karena itu, nama alternatif untuk objek ini diusulkan, termasuk planet [ periksa ejaan ] dan subbintang . Pada tahun 1975, Jill Tartermenyarankan istilah “kerdil coklat”, menggunakan “coklat” sebagai warna perkiraan.

Istilah “katai hitam” masih mengacu pada katai putih yang telah mendingin hingga tidak lagi memancarkan cahaya dalam jumlah yang signifikan. Namun, waktu yang dibutuhkan bahkan katai putih bermassa terendah untuk mendingin ke suhu ini dihitung lebih lama dari usia alam semesta saat ini; maka objek tersebut diharapkan belum ada.

Awal teori tentang sifat dari bintang terendah massa dan batas hidrogen pembakaran menyarankan bahwa populasi saya objek dengan massa yang kurang dari 0,07 massa matahari ( M ☉ ) atau populasi II objek kurang dari 0,09 M ☉ tidak akan pernah pergi melalui yang normal evolusi bintang dan akan menjadi bintang yang benar-benar merosot . Perhitungan self-consistent pertama dari massa minimum pembakaran hidrogen mengkonfirmasi nilai antara 0,07 dan 0,08 massa matahari untuk objek populasi I.

Fusi Deuterium

Penemuan deuterium yang terbakar hingga 0,013 massa matahari dan dampak pembentukan debu di atmosfer luar yang dingin dari katai coklat pada akhir 1980-an membuat teori ini dipertanyakan. Namun, benda seperti itu sulit ditemukan karena hampir tidak memancarkan cahaya tampak. Emisi terkuat mereka ada dalam spektrum inframerah (IR), dan detektor IR berbasis darat pada waktu itu terlalu tidak tepat untuk mengidentifikasi katai coklat dengan mudah.

Sejak itu, banyak pencarian dengan berbagai metode telah mencari objek-objek ini. Metode ini termasuk survei pencitraan multi-warna di sekitar bintang lapangan, survei pencitraan untuk teman redup katai deret utama dan katai putih , survei gugus bintang muda , dan pemantauan kecepatan radial untuk teman dekat.

Teori

Mekanisme standar untuk kelahiran bintang adalah melalui keruntuhan gravitasi dari awan gas dan debu antarbintang yang dingin. Saat awan berkontraksi, ia memanas karena mekanisme Kelvin–Helmholtz . Di awal proses, gas yang menyusut dengan cepat memancarkan banyak energi, memungkinkan keruntuhan berlanjut. Akhirnya, wilayah pusat menjadi cukup padat untuk menjebak radiasi.

Akibatnya, suhu pusat dan kepadatan awan yang runtuh meningkat secara dramatis seiring waktu, memperlambat kontraksi, hingga kondisinya cukup panas dan padat untuk reaksi termonuklir terjadi di inti protobintang . Untuk sebagian besar bintang, tekanan gas dan radiasi yang dihasilkan oleh fusi termonuklirreaksi di dalam inti bintang akan mendukungnya melawan kontraksi gravitasi lebih lanjut. Kesetimbangan hidrostatik tercapai dan bintang tersebut akan menghabiskan sebagian besar masa hidupnya dengan menggabungkan hidrogen menjadi helium sebagai bintang deret utama.

Namun, jika massa protobintang kurang dari sekitar 0,08 M ☉ , hidrogen yang normal fusi termonuklir reaksi tidak akan Ignite di inti. Kontraksi gravitasi tidak memanaskan protobintang kecil dengan sangat efektif, dan sebelum suhu di inti dapat meningkat cukup untuk memicu fusi, densitas mencapai titik di mana elektron menjadi cukup rapat untuk menciptakan tekanan degenerasi elektron kuantum .

Katai coklat bermassa tinggi versus bintang bermassa rendah

Lithium umumnya hadir dalam katai coklat dan tidak pada bintang bermassa rendah. Bintang, yang mencapai suhu tinggi yang diperlukan untuk menggabungkan hidrogen, dengan cepat menghabiskan litiumnya. Fusi lithium-7 dan proton terjadi menghasilkan dua inti helium-4 . Suhu yang diperlukan untuk reaksi ini tepat di bawah suhu yang diperlukan untuk fusi hidrogen. Konveksi di bintang bermassa rendah memastikan bahwa lithium di seluruh volume bintang akhirnya habis. Oleh karena itu, keberadaan garis spektral litium dalam kandidat katai coklat merupakan indikator kuat bahwa ia memang objek substellar.

Katai coklat sebagai sumber radio

Katai coklat pertama yang ditemukan memancarkan sinyal radio adalah LP 944-20 , yang diamati berdasarkan emisi sinar-X-nya. Sekitar 5-10% katai coklat tampaknya memiliki medan magnet yang kuat dan memancarkan gelombang radio, dan mungkin ada sebanyak 40 katai coklat magnetik dalam 25 pc Matahari berdasarkan pemodelan Monte Carlo dan kepadatan spasial rata-ratanya.

Kekuatan emisi radio katai coklat kira-kira konstan meskipun suhunya bervariasi. Katai coklat dapat mempertahankan medan magnet dengan kekuatan hingga 6 kG . Para astronom memperkirakan magnetosfer katai coklat membentang pada ketinggian sekitar 10 7m diberikan sifat emisi radio mereka. Tidak diketahui apakah emisi radio dari katai coklat lebih mirip dengan yang berasal dari planet atau bintang.

Beberapa katai coklat memancarkan pulsa radio reguler, yang kadang-kadang ditafsirkan sebagai emisi radio yang dipancarkan dari kutub, tetapi mungkin juga dipancarkan dari daerah aktif. Pembalikan orientasi gelombang radio yang teratur dan berkala dapat menunjukkan bahwa medan magnet katai coklat secara berkala membalikkan polaritas. Pembalikan ini mungkin merupakan hasil dari siklus aktivitas magnetik katai coklat, mirip dengan siklus matahari .