Kaj je rjavi škrat?

Rjavi škrat je telo na robu zelo velikega planeta ali zelo majhne zvezde. Rjavi palčki imajo od 13 do približno 90 Jupitrovih mas. Mednarodna astronomska zveza postavlja mejo med velikimi planeti in majhnimi rjavimi pritlikavci na 13 mas Jupitra, ker je to masni prag, potreben za fuzijo devtrija.

Deutrij je izotop vodika, ki vključuje nevtron v jedru in ne le proton kot v običajnem vodiku, in je najlažja vrsta atoma za zlitje. Ker je devtrij v primerjavi z običajnim vodikom precej redek – 6 atomov na 10,000 za Jupiter, na primer – ni dovolj za nastanek prave zvezde, zato se rjave pritlikavke pogosto imenujejo »propadle zvezde«.

Pri približno 0.075 Sončevih mas ali 90 Jupitrovih masah postanejo rjavi pritlikavci sposobni fuzije normalnega vodika – čeprav veliko počasneje kot zvezde glavnega zaporedja, kot je naše Sonce – zaradi česar postanejo rdeče pritlikavke, zvezde s približno 1/10,000 1995 sončne svetilnosti. Rjavi pritlikavci na splošno kažejo zelo malo ali nič svetilnosti, pri čemer ustvarjajo toploto predvsem z radioaktivnimi elementi, ki jih vsebujejo, pa tudi temperaturo zaradi stiskanja. Ker so rjavi palčki zelo zatemnjeni, jih je težko opazovati od daleč, poznanih pa jih je le nekaj sto. Prvi rjavi pritlikavec je bil potrjen leta XNUMX. Nadomestno ime, ki je bilo predlagano za rjave pritlikavke, je bilo »podzvezda«.

Zanimiva lastnost rjavih pritlikavk je, da imajo vsi skoraj enak polmer – približno kot pri Jupitru – z le 10- do 15-odstotno odstopanjem med njimi, tudi če je njihova masa do 90-krat večja od Jupitrove. Na nizkem območju masne lestvice je volumen rjave pritlikavke določen s Columbovim tlakom, ki določa tudi prostornino planetov in drugih objektov z majhno maso. Na višjem območju masne lestvice je prostornina določena s tlakom degeneracije elektronov – to pomeni, da so atomi čim tesneje skupaj pritisnjeni, ne da bi se elektronske lupine sesedle.

Fizika teh dveh razporeditev je taka, da se ob povečanju gostote polmer približno ohrani. Ko se doda dodatna masa mimo zgornjih meja mase rjavih pritlikavk, začne volumen znova naraščati in nastane velika nebesna telesa s polmeri, ki so bližji našemu Soncu.