Super-jowisze (ang. Super- Jupiters ): obiekty o wielkości i składzie atmosfery podobnym jak planety olbrzymy, które powstały tak jak gwiazdy.

Podobne dokumenty
Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Ewolucja w układach podwójnych

Teoria ewolucji gwiazd (najpiękniejsza z teorii) dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Następnie powstały trwały izotop - azot-14 - reaguje z trzecim protonem, przekształcając się w nietrwały tlen-15:

Planety w układach podwójnych i wielokrotnych. Krzysztof Hełminiak

Wykres Herzsprunga-Russela (H-R) Reakcje termojądrowe - B.Kamys 1

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Sens życia według gwiazd. dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

GWIAZDY SUPERNOWEJ. WSZYSTKO WE WSZECHŚWIECIE WIECIE PODLEGA ZMIANOM GWIAZDY RÓWNIER. WNIEś. PRZECHODZĄ ONE : FAZĘ NARODZIN, WIEK DOJRZAŁY,

To ciała niebieskie o średnicach większych niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Diagram Hertzsprunga Russela. Barwa gwiazdy a jasność bezwzględna

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Wykłady z Geochemii Ogólnej

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Wszechświat w mojej kieszeni. Wszechświat mgławic. Grażyna Stasińska. Nr. 1. Obserwatorium paryskie ES 001

Skala jasności w astronomii. Krzysztof Kamiński

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

Życie rodzi się gdy gwiazdy umierają

Informacje podstawowe

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Ewolucja pod gwiazdami

W poszukiwaniu nowej Ziemi. Andrzej Udalski Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego

Czym są gwiazdy Gwiazdy

Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Nasza Galaktyka

Układ słoneczny, jego planety, księżyce i planetoidy

1. Obserwacje nieba 2. Gwiazdozbiór na północnej strefie niebieskiej 3. Gwiazdozbiór na południowej strefie niebieskiej 4. Ruch gwiazd 5.

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Układ Słoneczny Pytania:

Ewolucja Wszechświata Wykład 8

Astronomiczny elementarz

V1309 SCORPII: Tragiczny koniec układu podwójnego i narodziny nowej gwiazdy

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

Budowa Galaktyki. Materia rozproszona Rozkład przestrzenny materii Krzywa rotacji i ramiona spiralne

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Układ Słoneczny. Powstanie Układu Słonecznego. Dysk protoplanetarny

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Gimnazjum Test Konkursowy

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 11 Pochodzenie pierwiastków

Wirtualny Hogwart im. Syriusza Croucha

Wirtualny Hogwart im. Syriusza Croucha

W poszukiwaniu życia pozaziemskiego

Podstawy Fizyki Jądrowej

Tytuł: Podróż w kosmos Autor: Aleksandra Fudali

Promieniowanie jonizujące

Ekspansja Wszechświata

Grawitacja - powtórka

Wykład 9 - Ewolucja przed ciągiem głównym. Ciąg główny wieku zerowego (ZAMS)

NUKLEOGENEZA. Barbara Becker

Układ Słoneczny. Szkoła Podstawowa Klasy IV VI Doświadczenie konkursowe nr 2

WPROWADZENIE DO GWIAZD ZMIENNYCH. Tadeusz Smela

Prezentacja. Układ Słoneczny

3. Planety odległych gwiazd; powstawanie układów planetarnych. Chronometraż Ruchy gwiazdy Tranzyty Soczewkowanie grawitacyjne Hipotezy powstawania

Konkurs Astronomiczny Astrolabium V Edycja 29 kwietnia 2019 roku Klasy IV VI Szkoły Podstawowej Odpowiedzi

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

12.1 Słońce. Ogromna moc promieniowania Słońca to skutek zarówno ogromnych rozmiarów, jak i wysokiej temperatury powierzchni.

BUDOWA I EWOLUCJA GWIAZD. Jadwiga Daszyńska-Daszkiewicz

Soczewkowanie grawitacyjne

ETAP II. Astronomia to nauka. pochodzeniem i ewolucją. planet i gwiazd. na wydarzenia na Ziemi.

Niebo usiane planetami...

Czarne dziury. Rąba Andrzej Kl. IVTr I

Definicja (?) energii

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

Ekosfery. Gimnazjum Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 5

Uogólniony model układu planetarnego

Galaktyki i Gwiazdozbiory

Garbate gwiazdy kataklizmiczne

O układach podwójnych z błękitnym podkarłem

ZTWiA: grupa prof. M. Kutschery

Rozciągłe obiekty astronomiczne

Wszechświat na wyciągnięcie ręki

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

W pogoni za brązowym karłem Autor tekstu: Agnieszka Dutka

Sejsmologia gwiazd. Andrzej Pigulski Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Zaćmienie alfa Warkocza Bereniki (alfa Comae Berenices ) około 25 stycznia 2015 r.???

Gwiazdy - podstawowe wiadomości

Czarna dziura obszar czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na wpływ grawitacji, nic, łącznie ze światłem, nie może opuścić.

Co ma wspólnego czarna dziura i woda w szklance?

Najbardziej zwarte obiekty we Wszechświecie

1. Wszechświat budowa i powstanie

Ewolucja Wszechświata Wykład 14

Pozasłoneczne układy planetarne. Janusz Typek

fizyka w zakresie podstawowym

Gwiazdy zmienne. na przykładzie V729 Cygni. Janusz Nicewicz

Ciała drobne w Układzie Słonecznym

Kalendarz PKO 13planszowy-fotki.indd :45

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

ASTROBIOLOGIA. Wykład 3

Po co wymyślono ciemną materię i ciemną energię. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Wstęp do astrofizyki I

Układ słoneczny. Rozpocznij

Wstęp do astrofizyki I

EWOLUCJA GWIAZD. Tadeusz Smela

Galaktyki aktywne II. Przesłanki istnienia,,centralnego silnika'' Dyski akrecyjne Czarne dziury

EWOLUCJA GWIAZD. Tadeusz Smela

Transkrypt:

Pochmurno z możliwością opadu żelaza Pogoda na brązowych karłach (BK)

Co to są brązowe karły? (ang. brown dwarfs) Nieudane gwiazdy (ang. Failed stars : obiekty, które powstają jak gwiazdy, ale mają za małą masę by podtrzymać reakcję syntezy wodoru (H). Super-jowisze (ang. Super- Jupiters ): obiekty o wielkości i składzie atmosfery podobnym jak planety olbrzymy, które powstały tak jak gwiazdy.

Skąd się wzięła nazwa brązowe karły Czarne gwiazdy - Dark stars Gwiazdy nieudane - Failed stars Podgwiazdy - Substars Karły podczerwone - Infrared dwarfs Karły lilipucie- Lillipution dwarfs Planetary - Planetars Super-jowisze (gorące jowisze) - Super Jupiters Skąd się wzięła nazwa brązowe karły : http://www.universetoday.com/23247/if-brown-isnt-a-color-what-color-are-brown-dwarfs/ J.Tarter(1975r.-owczesna dyrektor SETI Inst.) : Było oczywistym, że jest potrzebny opisujący te karły kolor, który byłby pomiędzy czerwonym i czarnym. Zaproponowałam kolor brązowy i Joe (Silk) oponował ponieważ brązowy nie jest kolorem... Nie wiemy jaki kolor one mają, więc nazwijmy je po prostu BRĄZOWE KARŁY.

Brązowe karły kolaps grawitacyjny (2) (1) Ewolucja gwiazd 1. Kontrakcja adiabatyczna (Hayashi tracks) (3) Hayashi (1965) 2. Zapłon, utworzenie promienistego jądra, grzanie równowaga dynamiczna (Henyey tracks) 3. Dojście do Ciągu Głównego - równowaga promienista.

Brązowe Karły Różnica poziomów 192m

Brązowe karły kolaps grawitacyjny Jak ciasno można spakować gwiazdę? Istnieje ograniczenie w mechanice kwantowej oparte na zakazie Pauliego : Dwa elektrony nie mogą zajmować tego samego stanu kwantowego w tym samym miejscu i czasie.

Brązowe karły kolaps grawitacyjny

Brązowe karły kolaps grawitacyjny Reakcja jądrowa PPI: p + p d + e + + e, T c = 3 10 6 K Poniżej ~0.1 M, degeneracja e - staje się znacząca we wnętrzu BK (P core ~ 10 5 Mbar, T core ~ T Fermi ) i zatrzymuje kolaps grawitacyjny. Poniżej ~ 0.075 M, T core pozostaje poniżej krytycznej temperatury PPI Nie może podtrzymać syntezy jądrowej wodoru Poniżej ~ 0.013 M (13M Jowisza ) planeta (brak reakcji jądrowych spalania litu-7 lub deuteru w jądrze brązowego karła).

Ból gwiezdnych narodzin Rysunek z American Scientific 294 (2006r.) Brązowy karzeł Brązowy karzeł rozpoczyna drogę ku gwiezdnym narodzinom. 100 tys. lat: z pewnego powodu (zakaz Pauliego) kolaps się zatrzymuje. 1 do 10 mln lat: Brązowy karzeł stał się wystarczająco masywny, aby rozpocząć syntezę deuteru. 100 mln lat: Po wypaleniu się deuteru brązowy karzeł staje się podobny do planety (staje się coraz ciemniejszy i zimniejszy). Gwiazda Gwiazda zaczyna powstawać jako wydzielony obszar z chmury gazu i pyłu międzygwiazdowego. Jego centralna część tworzy zarodek przyszłej gwiazdy. 100 tys. lat: otaczający materiał zbiera się w dysk otaczający zarodek gwiazdy. 1 do 10 mln lat: Protogwiazda staje się coraz cięższa, w miarę jak się kurczy. Dysk się rozrzedza i w tym dysku zaczynają się tworzyć planety. Planeta Planeta tworzy się w dysku wokół gwiazdy w miarę jak ziarna stopniowo się zlepiają. Planeta nigdy nie osiągnie masy potrzebnej do syntezy wodoru. Planeta stopniowo staje się coraz ciemniejsza. 30 mln lat: Protogwiazda skurczyła się wystarczająco, aby rozpocząć syntezę wodoru i aktualnie może być uważana za prawdziwą gwiazdę.

Temperatura powierzchniowa (K) Brązowe karły - ewolucja Brązowe Karły 90 80 Gwiazdy 75 Bez źródła energii, brązowe karły szybko ewoluują ku coraz niższym T powierzchniowym i niższym jasnościom. 70 10 20 30 40 50 60 Czas (miliardy lat)

Czas życia gwiazd Mało masywne gwiazdy Masa 0,1 masy Słońca, Czas życia około 10 bilionów lat. Słońce Masa 1 masa Słońca, Czas życia około 10 miliardów lat. Masywne gwiazdy Masa 80 mas Słońca, Czas życia około 10 milionów lat.

Śmierć gwiazd Masywna gwiazda (> 8 mas Słońca) Utrata masy supernowa LUB Gwiazda neutronowa Pozostałości supernowej Czarna dziura Małomasywna gwiazda (< 8 mas Słońca) Brązowy karzeł Czerwony olbrzym Biały karzeł Mgławica planetarna Niektóre gwiazdy nigdy nie umierają, one po prostu powoli znikają (ang. Some stars never die, they just fade away)

Brązowe karły - struktura

Brązowe karły test litowy

Różnice w budowie pomiędzy planetami, brązowymi karłami i gwiazdami (Scientific American IV 2000r.)

Liczba odkrytych brązowych karłów W dwudziestym wieku : Lata 60-te. 0 Lata 70-te. 0 Lata 80-te... X4 0 Lata 90-te.. mnóstwo UWAGA!!! 1995 rok - Odkrycie pierwszych brązowych karłów (Teide 1 i Gliese 229B)

Aktualna liczba znanych brązowych karłów.

Aktualna liczba znanych brązowych karłów. http://www.johnstonsarchive.net/astro/browndwarflist.html (ostatnia aktualizacja 14 marca 2014 r.) Kryterium klasyfikacyjne dla brązowych karłów: Obiekty o typie widmowym >= M9.5 (tzn. M9.5, L0 9, T, Y0 9) LUB Obiekty o szacowanych masach ~13- ~80MJowisz(spalające deuter). Razem znanych jest 2647 obiektów (2085 potwierdzonych, 562 kandydatów na brązowych karłów) o następujących typach widmowych: M 326szt, L 1329szt, T 579szt, Y 21szt, bez znanego typu widmowego 392szt.

Najbliższe znane brązowe karły oraz gwiazdy. Materiał źródłowy: http://scitechdaily.com/spitzer-wise-discover-coldest-known-brown-dwarf/

Bardzo zimne gwiazdy są (pod) czerwone

Brązowe karły typu M, L, T i Y. Karły M : dominują linie absorpcyjne TiO, VO, H 2 O, CO + linie metali alkaicznych. Karły L : linie absor.tlenków są zastępowane przez wodorki (FeH, CrH, MgH, CaH) i silne są linie metali alkaicznych. Karły T : widać silne linie CH 4 i H 2 O oraz ekstremalnie szerokie Na I i K I. Karły Y : silne linie H 2 O.

Karły M (3500-2100 K, 326 jest znanych) magnetycznie aktywne,najmłodsze b.k. Karły L (2100-1300 K, 1329 jest znanych) bogate w molekuły (CO, H2O) atmosfery zawierają chmury z gorącym brudem. Karły T (1300-500 K, 579 jest znanych) brązowe karły z atmosferami zawierającymi H2O, CH4 i NH3. Karły Y (<500 K, 21 jest znanych) najzimniejsze brązowe karły odkryte parę lat temu, prawdopodobnie zawierające w atmosferze chmury H2O

Zmiana temperatury powierzchniowej B.K. w czasie. zmiana temperatury powierzchniowej gwiazd w czasie (M>0.075M synteza wodoru) zmiana temperatury powierzchniowej B. K. w czasie dla mas z przedziału 0.013M <MBK<0.075M brak syntezy jądrowej H, ale jest spalanie Litu-7 (MBK>0.06M ) lub deuteru (MBK>0.013M ). ---- zmiana temperatury powierzchniowej planemo / planet - poniżej 0.013 M (13M Jowisza ) brak syntezy jądrowej jakichkolwiek pierwiastków.

i pogoda na brązowych karłach

Gazy w atmosferach brązowych karłów

Chmury w atmosferach brązowych karłów Brązowe karły mają gorące atmosfery podobne do planet unikalne środowiska do zrozumienia zjawisk formowania się chmur i pogody.

Chmury w atmosferach brązowych karłów L L7 T7 Y? Ackerman & Marley (2001) Generalnie dana warstwa chmur jest przypisana do wąskiego zakresu temperatur dla chłodniejszych BK, chmury będą występowały poniżej fotosfery (fotosfera = powierzchnia brązowego karła).

Chmury w atmosferach brązowych karłów Marley et al. (2002) W temperaturach i ciśnieniach atmosfer karłów późnych typów widmowych M i L, wiele gazowych związków chemicznych może tworzyć kondensaty (chmury/skropliny). np.: TiO TiO 2 (s), CaTiO 3 (s) VO VO(s) Fe Fe(l) SiO SiO 2 (s), MgSiO 3 (s)

Zmienność fotometryczna brązowych karłów Enoch, Brown, & Burgasser (2003) Wiele brązowych karłów późnego typu widmowego L i T jest zmiennych, P ~ godziny, podobnie jak tempo tworzenia się pyłu w brązowych karłach. Atmosfery brązowych karłów są za zimne, aby podtrzymać plamy magnetyczne chmury bardziej prawdopodobne. Generalnie okresy tych zmian nie są stabilne szybkie zmiany na powierzchni brązowych karłów.

Bezpośrednia detekcja chmury z ziarnami krzemianów.

Dowody na kondensacje - spektroskopia Zanikanie pasm TiO i VO przy przejściu od późnego typu widmowego M do L może być bezpośrednio wyjaśnione ich akumulacją w postaci kondensatów. Kirkpatrick et al. (1999)

Przykłady ciekawych brązowych karłów

Brązowy karzeł WD 0806-661 B http://science.psu.edu/news-and-events/2011-news/luhman10-2011 Odległość 63 lata świetlne, Krąży w odległości 2500 j. a. od białego karła WD 0806-661 Typ widmowy Y, Masa ok. 6-8 mas Jowisza, Temperatura fotosferyczna 27-70C, Obserwacje teleskopem Spitzera Poniżej animacja

Brązowy karzeł WD 0806-661 B (wizja artystyczna widok z brązowego karła w stronę białego karła)

Brązowy karzeł WD 0806-661 B (wizja artystyczna widok z brązowego karła w stronę białego karła)

Podwójny zielony brązowy karzeł WISE 0458+6434 Odkryty w 2010 r. (składnik A) / 2011r. (składnik B) Separacja składników A-B 5 j.a., okres orbitalny 70lat, Odległość 36 lat świetlnych (gw. Żyrafy), Obserwacje teleskopem WISE Typy widmowe A/B ok.t9, Masa A/B ok. 15/10 mas Jowisza, Temperatura fotosfer A/B 600K/500K, Na zdjęciu kolory są zamapowane do zakresu widzialnego. Metanowa atmosfera pochłania najkrótsze promieniowanie podczerwone (3,4μm - kolor niebieski). Widać tylko kolor zielony (4,6 μm) ponieważ br.karły A/B są za zimne by promieniować w kolorze czerwonym (12μm).

Podwójny zielony brązowy karzeł WISE 0458+6434 Obserwacje teleskopem WISE Astronom Amy Mainzer (NASA): Gdyby tak zapuszkować galon atmosfery tego obiektu i sprowadzić go na Ziemię - zapach nie zabiłby, ale śmierdziałoby całkiem nieźle zgniłymi jajami z nutką amoniaku.

Aktualnie najzimniejszy brązowy karzeł WISE 0855-0714. Wizja artystyczna WISE 0855-0714 Odkryty w kwietniu 2014r. przez Luhmana, Typ widmowy Y?, Odległość 7.3 roku świetlnego (gwiazdozbiór Hydry), Szacowana masa 3-10MJowisza, ( sub-brown dwarf?) Temperatura powierzchniowa od -48C do -13C, Mogą występować chmury z lodem H2O ( http://arxiv.org/pdf/1408.4671v2.pdf) Więcej informacji na temat WISE 0855-0714 można znaleźć tutaj: http://scitechdaily.com/spitzer-wise-discover-coldest-known-brown-dwarf/

Brązowy karzeł WISE1828+2650 fotosfera 25C. Odkryty w 2011 r. Odległość 37 lata świetlne (gw. Lutni), Obserwacje teleskopem kosmicznym WISE Typ widmowy Y2, Masa ok. 0,5-20 mas Jowisza, Wiek 0,1-10 mld lat, Temperatura fotosfery ok. 25C, (trochę chłodniejszy od temperatury ciała ludzkiego!!!) Wizja artystyczna tego obiektu

Planeta HD 189733b (V452 Vul) - tutaj pada gorące szkło. http://astrobob.areavoices.com/2013/07/11/meet-hd-189733b-the-blue-planet-where-it-rains-hot-glass/ Odkryty w 2005 r. Odległość 63 lata świetlne (gw.liska), Masa ok. 1,16 masy Jowisza, Wiek >0,6 mld lat, Temperatura fotosfery ok. 1100C, Wizja artystyczna tego obiektu

Planeta HD 189733b (V452 Vul) (tutaj pada stopione szkło). Wizja artystyczna tego obiektu. Widok z HD189733b w stronę naszego Słońca (63l.św.). Planeta obiega gwiazdę Sp=K1.5V w ciągu 2,2 dni http://astrobob.areavoices.com/2013/07/11/meet-hd-189733b-the-blue-planet-where-it-rains-hot-glass/

Brązowy karzeł 2MASS 2139 Brązowy karzeł jest odległy o 47 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Wodnika W czasie 8-godz. obserwacji jego jasność zmieniała aż o 30%!!! Są to największe wahania jasności jakie dotychczas obserwowano u brązowego karła. Być może gigantyczna burza na skalę całej planety szalała w czasie obserwacji (większa od Wielkiej Czerwonej Plamy na Jowiszu). Możliwe jest też, że obserwowane są niskie, gorące warstwy atmosfery widziane przez dziurę w pokrywie chmur.

Brązowy karzeł 2MASS 2228-4310 obserwowany jednocześnie przez teleskopy Hubble a (zakres 1,25mikrona) i Spitzera (zakres 4,5mikrona) Tutaj z chmur zamiast wody pada gorący piasek, krople stopionego żelaza, i inne egzotyczne kondensaty.

Brązowy karzeł 2MASS 2228-4310 o okresie rotacji 1,4 godz.

Artystyczna wizja deszczu ze stopionego żelaza padającego w atmosferze brązowego karła

Brązowe karły z układami planetarnymi Wiek 8mln lat

Brązowe karły z układami planetarnymi : Mikrosoczewkowanie masy Słońca masy Ziemi

Widok zachodzącego brązowego karła na planecie krążącej wokół niego.

Literatura: Niniejszą prezentację przygotowałem w większości na podstawie wykładów prof.burgassera dostępnych pod odnośnikiem (przetłumaczyłem na j. polski) : http://pono.ucsd.edu/~adam/presentations/ Polecam prezentację prof. Burgassera z kolokwium w słynnym FermiLab w dn. 6 VIII 2003 r. na temat podstaw fizycznych pogody na brązowych karłach : http://vmsstreamer1.fnal.gov/vms_site_02/lectures/colloquium/burgasser/index.htm http://vmsstreamer1.fnal.gov/vms_site_02/lectures/colloquium/presentations/burgasser.ppt Aktualnie najzimniejszy brązowy karzeł (kwiecień 2014r.) http://scitechdaily.com/spitzer-wise-discover-coldest-known-brown-dwarf/ Śmierdzący zielony brązowy karzeł: http://io9.com/5687086/cold-smelly-failed-star-might-be-the-most-pathetic-thing-in-the-universe Skąd się wzięła nazwa brązowych karłów http://www.universetoday.com/23247/if-brown-isnt-a-color-what-color-are-brown-dwarfs Ryszard Biernikowicz - PTMA Szczecin

K O N I E C