יום שני, 21 בדצמבר 2015

כוכב - ננס חום - שיטות הבחנה בין ננס חום בעל מסה נמוכה לכוכב לכת בעל מסה גבוהה



אחת מהתכונות המיוחדות של ננסים חומים היא שלכולם יש רדיוס דומה לרדיוס של צדק. בקצה העליון של טווח המסה שלהם (כ-84 מסות צדק), נפח הננס נקבע בעיקר על ידי לחץ הניוון של האלקטרונים כמו בננסים לבנים; בקצה הטווח התחתון (כ-13 מסות צדק) נפח הננס נקבע בעיקר בידי הלחץ הקולוני, כמו בכוכבי לכת. כך שיוצא שהשינוי ברדיוס של ננסים חומים הוא כ-10%- 15% הפרש בין הננסים הקטנים ביותר לגדולים ביותר, עובדה זו מקשה להבדיל ביניהם לכוכבי לכת.
 
בנוסף, ננסים חומים רבים לא ביצעו היתוך גרעיני מעולם, ננס עם מסה הקטנה מ-13 מסות צדק (ננסי Y) לעולם לא יתחמם מספיק כדי להתיך אפילו דאוטריום; מצד שני, ננסים בעלי 60 מסות צדק ומעלה מכלים במהירות את הדאוטריום שלהם ולא מבצעים יותר היתוך גרעיני. גם עובדה זו מקשה להבחין ביניהם לכוכבי לכת.
 
ננסים חומים, לעומת זאת, יכולים להיווצר באופן עצמאי (לא כחלק ממערכת פלנטרית גדולה יותר) כמו כוכבים. כמו כל הכוכבים הם יכולים להיווצר בודדים או בסמיכות לכוכבים אחרים. לננסים חומים גם יכולים להיות כוכבי לכת המקיפים אותם, ובדומה לכך לענקי גזים יכולים להיות ירחים המקיפים אותם. חלק מהננסים מקיפים כוכבים ומסלול ההקפה שלהם יכול להיות, בדומה לכוכבי לכת, מאוד אקסצנטרי.
 
ישנם עוד מאפיינים דומים לענקי הגזים וננסים חומים.

הרכב- צדק ושבתאי מורכבים בעיקר ממימן והליום, כמו השמש.
טמפרטורה- שלושה מענקי הגזים במערכת השמש (צדק, שבתאי ונפטון) פולטים יותר חום מאשר הם מקבלים מהשמש.
עם זאת קיימות שיטות שאפשר בעזרתן להבחין בין ננס חום לפלנטה:
 
מסה: אם הגוף מעל 10 מסות צדק, נראה שהוא ננס חום.
 
צפיפות: הצפיפות של ננסים חומים גדולה יחסית לענקי גזים (10 גרם לסמ"ק בננס חום לעומת גרם לסמ"ק בענק גזים ממוצע).
 
קרני רנטגן ותת-אדום: חלק מהננסים החומים פולטים קרני רנטגן; הננסים החמים יותר (M, L וחלק מT), מקרינים כמויות מרשימות של קרינה בספקטרום האדום והתת-אדום עד שהם מתקררים לטמפרטורה של כ-1000 מעלות קלווין.
ישנה בעייתיות בהגדרת ההבדל בין ננסים חומים לכוכבי לכת. בתחילת המחקר של ננסים חומים ההגדרה הרווחת הייתה גוף שנוצר כמו כוכב (דהיינו לא סביב כוכב אחר) ומסתו לא מספיקה ליצור היתוך גרעיני. הבעיה בהגדרה זו שישנם גופים בעלי מסה גבוהה שנוצרים סביב כוכבים. ומצד שני ישנם גופים בעלי מסה נמוכה יחסית שנוצרים כמו כוכב (כוכב לכת תועה).
הגדרה שמשמשת כבר למעלה מעשור, מתייחסת לגופים בעלי מסה הגבוהה מגבול ההיתוך הגרעיני של דאוטריום (שנכון לעכשיו מחושב כ-13 מסות צדק עבור גופים בעלי רמת מתכתיות הזהה לשמש) כננסים חומים. בעוד שלגופים מתחת למסה הזו (ומקיפים כוכב או שאריות כוכב) מתייחסים כאל כוכב לכת. אין בהגדרה זו התייחסות לגופים שאינם מקיפים כוכב ואינם מתיכים דאוטריום. נכון לעכשיו זוהי הגדרת האיגוד האסטרונומי הבינלאומי, אך הגדרה זו אינה מוחלטת ונתונה לדיונים‏[13].
 
הקביעה של 13 מסות צדק כגבול היתוך הדאוטריום גם היא בעייתית, ולמעשה היא יותר כלל אצבע מאשר חוק בעל משמעות פיזיקלית חותכת. גופים גדולים מאד יתיכו את רוב הדאוטריום שלהם, גופים קטנים יותר יתיכו רק חלק מזערי מהדאוטריום, והגבול של 13 מסות צדק הוא איפה שהוא בין שניהם. כמות שריפת הדאוטריום נסמכת לא רק על המסה של הגוף אלא גם על ההרכב שלו - כמות ההליום והדאוטריום הנוכחית‏[14]. ‏"Extrasolar Planets Encyclopaedia" כוללת גופים מעל ל-25 מסות צדק, ו"Exoplanets Data Explorer" כולל גופים מעל 24 מסות צדק. גופים הגדולים מ-13 מסות צדק לעתים יופיעו תחת הסיווג "תת-ננס חום".

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה