Kas ir brūnais punduris?

Deitrijs ir ūdeņraža izotops, kas kodolā ietver neitronu, nevis tikai protonu, kā parastajā ūdeņradi, un ir visvieglāk sapludināms atoms. Tā kā deitrijs ir diezgan reti sastopams, salīdzinot ar parasto ūdeņradi — piemēram, Jupiteram ir 6 atomi no 10,000 —, tajā nav pietiekami daudz, lai izveidotu īstu zvaigzni, un tāpēc brūnos pundurus bieži sauc par “neveiksmīgām zvaigznēm”.

Pie aptuveni 0.075 Saules masām jeb 90 Jupitera masām brūnie punduri spēj sapludināt parasto ūdeņradi — lai gan daudz lēnāk nekā galvenās secības zvaigznes, piemēram, mūsu Saule —, padarot tos par sarkanajiem punduriem, zvaigznēm ar aptuveni 1/10,000 1995 saules spilgtuma. Brūnajiem punduriem parasti ir ļoti mazs vai vispār nav spilgtuma, radot siltumu galvenokārt ar tajos esošajiem radioaktīvajiem elementiem, kā arī temperatūru saspiešanas dēļ. Tā kā brūnie punduri ir ļoti blāvi, tos ir grūti novērot no attāluma, un ir zināmi tikai daži simti. gadā. Alternatīvs brūno punduru nosaukums bija “apakšzvaigzne”.

Interesanta brūno punduru īpašība ir tāda, ka tiem visiem ir gandrīz vienāds rādiuss — apmēram Jupitera — ar tikai 10% līdz 15% dispersiju starp tiem, pat ja to masa svārstās pat 90 reizes lielāka nekā Jupitera masa. Masas skalas zemajā diapazonā brūno punduru tilpumu nosaka Kolumba spiediens, kas nosaka arī planētu un citu zemas masas objektu tilpumu. Masas skalas augstākajā diapazonā tilpumu nosaka elektronu deģenerācijas spiediens – tas ir, atomi tiek saspiesti pēc iespējas ciešāk kopā, elektronu apvalkiem nesabrūkot.

Šo divu izkārtojumu fizika ir tāda, ka, palielinoties blīvumam, rādiuss tiek aptuveni saglabāts. Kad tiek pievienota papildu masa, pārsniedzot brūno punduru masu augšējās robežas, apjoms atkal sāk palielināties, veidojot lielus debess ķermeņus, kuru rādiusi ir tuvāki mūsu Saules rādiusiem.