ננס חום

ננס חום (Brown Dwarf, מכונה גם Failed Star - כוכב כושלתבנית:הערה או Ultracool Dwarf ובקיצור UCDתבנית:הערה) הוא גוף תת-כוכבי שגדול מכוכב לכת וקטן מכוכב. קיימות מספר דעות לגבי הגדרת ננס חום: הראשונה מסתמכת על כך שננס חום גדול דיו על מנת להתיך דאוטוריום, אך לא גדול דיו על מנת להתיך מימן. הצעה אחרת היא להוסיף לדרישה זו מסה גדולה די הצורך להתיך את רוב הדאוטריום. הגדרה נוספת שהוצעה מצביעה על צירוף שתי תכונות - הראשונה שמדובר בגוף שנוצר מערפילית בתור הגוף המרכזי, ובנוסף, שיקיים חום מעטפת גבוה דיו ליצירת אטמוספירה. חישובים ראשוניים מעלים שגוף שמסתו פי 13 מזו של צדק יקיים היתוך דאוטריום, אם מסתו מעל 25 מסות צדק הוא יתיך בסופו של דבר את רוב הדאוטריום, ואם מסתו שמעל פי 65–70 ממסת צדק, עם טמפרטורת ליבה של כ-2 מיליון קלווין יתקיים גם היתוך של ליתיום. עם זאת, כפי שהוכח באסון קאסל בראבו, פעולות היתוך בסביבת יסודות שונים עשויות להתחולל בטמפרטורות נמוכות מהצפוי.

לננסים חומים מאפיינים ייחודיים: הסעת חום מלאה מפני השטח של הננס ועד לליבתו, כך שאין הבדלים בהרכב הכימי בעומקים שונים של הננס (תופעה שנצפית גם בכוכבים מתחת ל-0.3 מסות שמש). סערות אדירות באטמוספירה של הננס וגשם ברזל. למספר ננסים חומים ישנם כוכבי לכת המקיפים אותם, כגון 2M1207b, MOA-2007-BLG-192Lb, 2MASS J044144b תבנית:הערה תבנית:הערה.

היסטוריה

המונח ננס חום נטבע על ידי ג'יל טרטר בשנת 1975 (במקום המונח המקובל עד אז - ננס שחור) כדי לתאר גופים כהים תת-כוכביים שלא מסתובבים סביב כוכב אחר ומסתם נמוכה מכדי לקיים היתוך מימן בצורה יציבה. (כיום המושג ננס שחור משמש לננס לבן שהתקרר עד שהוא לא פולט חום או אור משמעותיים). שמות חלופיים שהוצעו הם Planetar (שילוב של Planet - כוכב לכת ו-Star - כוכב) ו-Substar (תת-כוכב).

תאוריות ראשוניות לגבי אופי כוכב בעל מסה נמוכה ולגבי המסה הנדרשת להיתוך מימן, שיערו שאובייקט בעל 0.07 מסות שמש ומטה מאוכלוסייה I, או 0.09 מסות שמש מאוכלוסייה II לעולם לא ייכנס למחזור החיים של כוכב, ויהיה כוכב מנוון לחלוטיןתבנית:הערה (שריפת הדאוטריום מעל ל-0.013 מסות שמש בננסים חומים התגלתה רק בשנות ה-80 המאוחרות). לא נמצאו ננסים חומים באותן שנים מכיוון שספקטרום הפליטה שלהם הוא בעיקר בתחום הספקטרום התת-אדום וכמעט ולא בתחום הספקטרום הנראה. מצפי התת-אדום הקרקעיים באותה תקופה היו לא מדויקים מספיק כדי לזהות ננסים חומים.

מאז הניסיונות הראשונים נעשו מספר חיפושים בשיטות שונות כדי למצוא ננסים חומים. בין השיטות שנוסו: מדידת שינויים במהירות רדיאלית (מהירות הגוף ביחס לצופה) של כוכבים כדי לאתר לוויינים קרובים, סקירת צבירי כוכבים צעירים.

במשך שנים רבות כל הניסיונות למצוא ננסים חומים העלו חרס. עד שבשנת 1988, הפרופסורים אריק בקלין ובן זקרמן מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס חיפשו באמצעות אינפרא אדום ננסים לבנים, ומצאו לוויין עמום לGD 165. הספקטרום של GD 165B (הלוויין) היה מאוד אדום ומסתורי, מראה שלא תאם את המצופה מננס אדום. התברר ש-GD 165B צריך להיות מסווג כאובייקט הרבה יותר קר מהננס האדום הכי קר שידוע. GD 165B נשאר ייחודי במשך כמעט עשור עד לתחילת פרויקט 2MASS תבנית:כ (Two Micron All Sky Survey- פרויקט לסקירת כל השמים בתת-אדום באורך גל 2 מיקרומטר), כשדייוי קירקפטריק מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, וחוקרים נוספים מצאו גופים רבים נוספים בעלי ספקטרום וצבע דומים.

כיום GD 165B מזוהה כאבטיפוס למחלקה של אובייקטים שנקראים "ננסי L". הסיווג של ננסי L עדיין שנוי במחלוקת - האם הם ננסים חומים או ננסים אדומים בעלי מסה נמוכה מאוד, ומאד קשה על-פי הנתונים שנאספו עד כה להבחין בין שניהם.

מיד לאחר גילוי GD 165B, הוצעו מועמדים רבים נוספים לננסים חומים. אך התברר שננסים חומים צעירים יחסית (עד מיליארד שנה) לעיתים בהירים וחמים ברמה דומה לחלק מהכוכבים, ולכן דרושים מאפיינים ייחודיים אחרים כדי להבדיל בין ננס חום לכוכב. אחת מהשיטות היא בדיקת אחוז הליתיום בכוכב. בעוד שכוכב רגיל מכלה בהיתוך גרעיני את הליתיום בתוך כמיליון שנה, לננס חום אין טמפרטורת ליבה מספיק גבוהה כדי להתיך ליתיום ולכן זיהוי ליתיום באובייקט מבטיח זיהוי וודאי. על ידי בדיקת ליתיום התברר שרבים מהמועמדים אינם ננסים חומים.

בשנת 1995 התקדם המחקר בנושא, כשהתגלו באופן ברור שלושה ננסים חומים, חלקם זוהו בעזרת גילוי נוכחות של ליתיום. במיוחד ראוי לציון גליזה 229B שהבהירות והטמפרטורה שלו נמוכים באופן ניכר מכוכב רגיל. לגליזה 229B ספקטרום בליעה של מתאן, תכונה שנצפתה קודם רק בענקי גזים ובטיטאן תבנית:הערה. הימצאות מתאן לא צפויה בכוכבי הסדרה הראשית. גילוי זה סייע לביסוס קבוצה ספקטרלית חדשה "ננסי T" הקרה יותר מננסי L, אב הטיפוס של הקבוצה הוא גליזה 229B.

מאז שנת 1995, שבה אושר לראשונה זיהוי של ננס חום על ידי האסטרונומית הצ'יליאנית מריה טרזה רואיז, זוהו מעל אלףתבנית:הערה ננסים חומים. ננסים חומים קרובים לכדור הארץ הם אפסילון באינדיאני Ba ו Bb, זוג ננסים שקשורים כבידתית לכוכב דמוי שמש במרחק של כ-12 שנות אור מהשמש.

תאוריה

ננסים חומים מאתגרים את התאוריות לגבי היווצרות כוכב, ומנגנון היווצרותם עדיין אינו ברור עד הסוף. הועלו מספר תאוריות מה גורם להיווצרות ננס חום במקום כוכבתבנית:הערה:

היווצרות רגילה: ננס חום נוצר כמו כוכב רגיל על ידי קריסת ענן בין כוכבי, כלומר עובר דרך שלב של קדם-כוכב. השוני היחיד הוא המסה הנמוכה שלא מספיקה להיתוך מימן.
הפרעה באמצע תהליך ספיחת המסה:
- ננס חום מתפתח ביחד עם כוכבים אחרים בענן בין כוכבי, אבל נפלט מהמערכת מסיבה מסוימת לפני שהוא צובר מספיק מסהתבנית:הערה.
- ננס חום נוצר כמו כוכב לכת, בחלק החיצוני (מעל 100 יחידות אסטרונומיות) של הדיסקה סביב כוכב, ובשלב מאוחר יותר הוא נפלט מהמערכת הפלנטריתתבנית:הערה.
- בצבירים צעירים של כוכבים מסיביים הקרינה המייננת מכוכבים מסוג B ו-O מפריעה להיווצרות כוכבים לפני שהם מספיקים לצבור מספיק חומר להיתוך מימן.
- מפגשים קרובים עם כוכבים אחרים בצבירי כוכבים צעירים יכולים להרוס את דיסקת הספיחה לפני שהיא צוברת מספיק חומר להיתוך מימן.

מנגנון ההיווצרות והגעה לשלב יציב

המנגנון הרגיל של היווצרות כוכב הוא קריסה כבידתית של ענן בין כוכבי המכיל גז ואבק. כשהענן מתכווץ הוא מתחמם כתוצאה משחרור של אנרגיה פוטנציאלית כבידתית. לחץ תרמי מאט את ההתכווצות, אך בתחילת התהליך התכווצות הגז במהירות מקרינה החוצה הרבה אנרגיה ומקררת את הענן, הליך המאפשר לקריסה להמשיך. בסופו של דבר, האזור המרכזי הופך להיות צפוף מספיק כדי ללכוד את קרינת החום. כתוצאה מכך, הטמפרטורה והצפיפות של מרכז הענן הקורס גדלים באופן דרמטי וההתכווצות מואטת, עד שתנאי החום והצפיפות מספיקים בשביל התרחשות של תגובות תרמו גרעיניות בליבת הכוכב המתהווה. ברוב הכוכבים, לחץ הגז והקרינה שנוצרים על ידי ההיתוך הגרעיני בליבת הכוכב תומכים בו כנגד הקריסה הכבידתית. שיווי משקל הידרוסטטי מושג והכוכב מבלה את רוב חייו בהתכת מימן להליום ככוכב סדרה ראשית.

אולם אם המסה של הכוכב המתהווה קטנה מ-0.084 מסות שמש (פחות או יותר, תלוי בהרכבו הכימי של הכוכב), היתוך גרעיני של מימן לא ניצת בליבת הכוכב. הקריסה הכבידתית לא מחממת את הכוכב מספיק, ולפני שהטמפרטורה גדלה מספיק כדי לגרום להיתוך מימן, הצפיפות מגיעה לנקודה שהאלקטרונים צפופים מספיק כדי ליצור לחץ ניוון אלקטרונים (כמו בננס לבן). התכווצות נוספת נמנעת והתוצאה היא ננס חום שמתקרר על ידי הקרנת האנרגיה התרמית החוצה.

על פי המודלים של ננסים חומים, תנאים טיפוסיים בליבת הכוכב עבור צפיפות, טמפרטורה ולחץ צפויים להיות כדלהלן:

$10 g / c m^{3} ≲ ρ_{c} ≲ 1 0^{3} g / c m^{3}$
$T_{c} ≲ 3 \times 1 0^{6} K$
$P_{c} \sim 1 0^{5} M b a r$

שיטות הבחנה בין ננס חום בעל מסה גבוהה לכוכב בעל מסה נמוכה

ליתיום: ליתיום נמצא בדרך כלל בננסים חומים ולא בכוכבים בעלי מסה נמוכה, מכיוון שהטמפרטורה הנחוצה להיתוך גרעיני של ליתיום נמוכה משמעותית מזו שנחוצה להיתוך מימן. כוכבים שמצליחים להשיג טמפרטורה מספיק גבוהה כדי להתיך מימן ישרפו במהירות את הליתיום שלהם. היתוך ליתיום מתרחש באמצעות התמזגות של ליתיום 7 ופרוטון שיוצרים שני גרעינים של הליום 4. הסעת חום בכוכבים בעלי מסה נמוכה מבטיחה שהליתיום יתכלה בכל נפח הכוכב. לכן, הנוכחות של קווי בליעה של ליתיום בספקטרום של מועמד לננס חום מהווה הוכחה חזקה שאכן מדובר בתת-כוכב. סוג הבדיקה הזה נקרא מבחן ליתיום, החלוצים בתחום זה היו רפאל רבולו, אדוארדו מרטין ואנטוניו מגזו.

מבחן ליתיום אינו מושלם משלוש סיבות.

ליתיום קיים גם בכוכבים צעירים מאוד שלא הספיקו עדיין לכלות אותו בהיתוך גרעיני.
כוכבים עם מסה הדומה לשמש ומעלה יכולים לשמור ליתיום באטמוספירה החיצונית שלהם, שלעולם לא תהיה מספיק חמה כדי לכלות את הליתיום, מכיוון שאין להם הסעת חום בכל נפח הכוכב. למרות זאת, מכיוון שמסת שמש גדולה בהרבה ממסת ננס חום אפשר לזהות כוכב כזה על פי מסתו.
ננסים חומים בקצה הטווח העליון של המסה (~65 $M_{J}$ ומעלה), חמים מספיק כדי לכלות את הליתיום תוך כחצי מיליארד שנים.

מתאן: בניגוד לכוכבים, ננסים חומים 'זקנים' לפעמים מספיק קרים כדי לצבור באטמוספירה שלהם כמויות ניכרות של מתאן. גליזה 229B זוהה כננס חום בשיטה הזו.

בהירות נראית: כוכבי סדרה ראשית קטנים מאוד, שומרים על בהירות מינימלית באמצעות היתוך גרעיני. כך שהבהירות המינימלית שיכולה להיות לכוכב סדרה ראשית היא כ-0.01% מבהירות השמש (תלוי בסוג ובהרכב הכוכב). לעומת זאת ננסים חומים מתכהים לאורך כל חייהם, ננסים זקנים מאוד הם כהים מכדי שיוכלו לגלותם באמצעות תצפית ישירה.

גשם ברזל: גשם ברזל נוצר בננסים חומים כחלק מתהליכי הסעת החום באטמוספירה. גשם ברזל נוצר בחלק מהננסים החומים ובכלל לא בכוכבים. המחקר הספקטרוסקופי של גשם ברזל נמצא בעיצומותבנית:הערה.

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 לדיוניםתבנית:הערה.

הקביעה של 13 מסות צדק כגבול היתוך הדאוטריום גם היא בעייתית, ולמעשה היא יותר כלל אצבע מאשר חוק בעל משמעות פיזיקלית חותכת. גופים גדולים מאוד 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 הנוכחיתתבנית:הערה. תבנית:כ"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 לעיתים יופיעו תחת הסיווג "תת-ננס חום".

תצפיות

תבנית:דיאגרמת HR

סיווג ספקטרלי של ננסים חומים

תבנית:הפניה לערך מורחב טמפרטורת פני השטח הנמוכה יחסית של ננסים חומים גורמת לריבוי קווי בליעה של מולקולת שונות.

סוג ספקטרלי M

לננסים חומים גדולים במיוחד יש ספקטרום M6.5 ומטה והם נקראים גם ננסי בתר M. על פי חלק מהתאוריות אלה אינם ננסים חומים אלא כוכב בעל מסה קטנה. המאפיין המגדיר את סוג ספקטרלי M, הסוג הקר ביותר ברצף הסדרה הראשית, הוא ספקטרום אופטי שנשלט על ידי קווי בליעה של מולקולות טיטניום(II) חמצני (Ti O) וונדיום(II) חמצני (V O). נכון ל-2011 זוהו מעל 500 ננסי Mתבנית:הערה.

סוג ספקטרלי L

לננסי L טמפרטורת פני שטח של 1300- 2200 מעלות קלווין. לGD 165B, הלוויין הקר של הננס הלבן GD 165, לא נמצאו סימנים של TiO המאפיינים ננסי M. זיהויים נוספים של גופים דומים לGD 165B הובילו בסופו של דבר את דייוי קירקפטריק ואחרים להגדיר סוג ספקטרלי חדש, ננסי L, שמוגדר על ידי טווח נראה אדום ועל ידי קווי בליעה חזקים של מתכות הידרידיות (Mg H, Fe H, Cr H, Ca H) וקווים בולטים של מתכות אלקליות.

נכון ל-2011 זוהו מעל ל-600 ננסי Lתבנית:הערה, רובם על ידי סקרי שדה רחבתבנית:הערה: 2MASS- סקר השמים בשני מיקרון, DENIS- סקר עמוק בתת-אדום קרוב של שמי הדרום וSSDS- סקר השמים הדיגיטלי של סלואן. גם על רוב ננסי L אין הסכמה האם הם ננסים חומים או שהם כוכבים בעלי מסה קטנה מאד.

סוג ספקטרלי T

ננסי T (נקראים גם ננס חום מתאןתבנית:הערה) הם הננסים היחידים שהסיווג שלהם כננסים חומים מוסכם. לננסי T טמפרטורה אפקטיבית (טמפרטורת פני שטח) של 700- 1300 מעלות קלווין. כמו ש-GD 165B הוא אבטיפוס של הסוג L, כך גליזה 229B הוא אבטיפוס של ננסי T. בעוד שספקטרום ה-NIR (תת-אדום קרוב) של ננסי L מראה קווי בליעה חזקים של HO (מים) וCO (פחמן חד-חמצני), בספקטרום ה-NIR של גליזה 229B דומיננטיים קווי בליעה של CH₄ (מתאן), מאפיין שנמצא רק אצל ענקי גזים וטיטאן. התנגשויות של H₂O ו-CH₄ בH₂ יוצרות קווי בליעה המעניקים לגליזה 229B ספקטרום כחול ותת-אדום קרוב. לגליזה 229B יש ירידה תלולה בספקטרום האדום וחוסר במתכות הידרידיות המאפיינות ננסי L, לעומת זאת הוא מאופיין בקווי בליעה רחבים במיוחד של המתכות האלקליות Na וK. המאפיינים הייחודיים הללו הובילו את קירקפטריק להציע את סוג ספקטרלי T עבור גופים בעלי קווי בליעה של מימן, אשלגן ומתאן. תרשים של סיווג תת-אדום קרוב של ננסים חומים פותח ב-2011 על ידי אדם בורגייזר וטום גבייל.

נכון ל-2011, ידועים 207 ננסי Tתבנית:הערה. דוגמאות לננסים מסוג T הם לווייניו של אפסילון באינדיאני ו-SIMP J013656.5+093347. בגלל קווי הבליעה שיוצרים נתרן ואשלגן בחלק הירוק של הספקטרום, ננסי T נראים לעין האנושית בצבע מג'נטה תבנית:הערה.

סוג ספקטרלי Y

ננסי Y הם הקרים ביותר מבין הננסים החומים, על פי חלק מההגדרות הם "תת-ננסים חומים". המחקר על ננסי Y נמצא בעיצומו ועדיין הרצף הספקטרלי שלהם לא מוגדר בבירור.

ב-2009 לננסים החומים הקרים ביותר שידועים טמפרטורה אפקטיבית מוערכת בכ-500 עד 600 K, ננסים אלו קבלו את הסיווג הספקטרלי T9 (התחום הקר ביותר בתוך סיווג T). לננסים אלו ספקטרום בליעה בסביבות אורך גל של 1.55 מיקרון תבנית:הערה. פיליפס דלורם ועמיתים הראו שהתכונה הזו תואמת קווי בליעה של אמוניה ולכן הימצאות אמוניה היא אינדיקציה למעבר בין T ל-Y, והננסים הללו צריכים להיות מסווגים כ-Y0תבנית:הערה. עם זאת, קשה להבחין בין קווי בליעה של אמוניה לבין קווי בליעה של מתאן ומים, ועל כן טענה קבוצת מדענים שההכרזה על סיווג Y0 הייתה קודם זמנהתבנית:הערה.

באפריל 2010 התגלו שני תת-ננסים חומים נוספיםתבנית:הערה, שהוצעו כאב טיפוס לסיווג Y0. בפברואר 2011, לומן ועמיתים דיווחו על גילוי תת-ננס חום בטמפרטורה 300 K (כ-30 מעלות צלזיוס), בעל 7 מסות צדק שמשמש כלוויין של ננס לבן תבנית:הערה. אף על פי שמסת הננס היא בטווח המסות של כוכב לכת, קבוצת מדענים הראתה שהננס נוצר כמו כוכבתבנית:הערה. זמן קצר לאחר מכן, מיכאל ליו ועמיתים פרסמו תיאור של ננס חום קר מאוד (~370 K) שמקיף ננס חום בעל מסה נמוכה מאוד, "הנתונים הם בהירות נראית נמוכה, צבע לא טיפוסי וטמפרטורה נמוכה, CFBDS J1458+10B הוא מועמד מבטיח להשערת סוג ספקטרלי Y"תבנית:הערה..

באוגוסט 2011, חוקרים שהשתמשו בנתונים מטלסקופ החלל WISE (סורק שדה רחב בתת-אדום), גילו 6 ננסי Y בטמפרטורה של 300 K~. עד כהתבנית:הבהרה גילה WISE 100 ננסים חומים חדשים, מתוכם 6 ננסי Y. אחד מננסי Yתבנית:כ, WISE 1828+2650, מחזיק בתואר הננס החום הקר ביותר, טמפרטורת האטמוספירה שלו מוערכת בפחות מטמפרטורת החדר (298 K או 25°C). הוא אינו פולט אור נראה בכלל, מה שהופך אותו לדומה לכוכב לכת יותר מאשר לכוכב תבנית:הערה.

מאפייני הספקטרום והאטמוספירה של ננסים חומים

עיקר זרם הפליטה של ננסי T ו-L הוא בספקטרום התת-אדום הקרוב באורכי גל של 1- 2.5 מיקרומטר. הטמפרטורות הנמוכות של ננסים חומים גורמות לספקטרום תת-אדום עשיר שמכיל מגוון תכונות שמשתנות בתלות בטמפרטורה, מסה ומתכתיות. בנוסף, הטמפרטורות הנמוכות גורמות להתעבות חלק מהגז לגרגירי נוזל.

אטמוספירה טיפוסית של ננסים חומים ידועים משתרעת בטווח הטמפרטורה מ-2200 עד לכ-300K. בניגוד לכוכב שמחמם את עצמו עם היתוך פנימי יציב, ננסים חומים מתקררים עם הזמן; הננסים המסיביים מתקררים לאט יותר מאשר אלו הפחות מסיביים.

טכניקה תצפיתית

תבנית:להשלים כורונוגרפים (אביזר בטלסקופ שנועד לחסום מקור אור שמפריע לתצפית) משמשים כדי להבחין בגופים עמומים שמקיפים כוכבים בהיריםתבנית:הערה תבנית:כ. גליזה 229B התגלה באמצעות כורונוגרף. בשנת 2020 סביב HD 162020 התגלה ננס חום שנמצא במרחק של יחידות אסטרונומיות בלבד ממנו.

קישורים חיצוניים

תבנית:ויקישיתוף בשורה

הערות שוליים

תבנית:הערות שוליים

מחזור החיים של כוכב (לא בקנה מידה)

תמונה:Stellar_evolution_Hebrew.png|680px rect 46 427 196 530 ננס שחור rect 331 429 486 529 ננס לבן rect 41 220 196 342 כוכב נייטרונים rect 41 35 203 140 חור שחור rect 1385 607 1226 386 ענק אדום rect 1528 545 1687 420 ננס צהוב rect 932 311 1102 42 סופרנובה rect 626 457 886 600 ערפילית פלנטרית rect 626 155 785 381 שארית סופרנובה rect 1426 343 1200 36 על־ענק אדום rect 1528 289 1687 98 ענק כחול rect 1528 617 1687 719 ננס אדום rect 1528 749 1687 836 ננס חום rect 1994 338 2154 655 קדם־כוכב rect 2208 301 2387 655 ענן מולקולרי rect 1710 863 2400 970 היווצרות כוכב rect 1495 863 1690 970 כוכב יציב rect 1200 863 1395 970 שלבים אחרונים של היתוך rect 25 863 1100 970 קריסת כוכב desc none </imagemap>

_{M_{⨀}}

= מסת שמש, כ־תבנית:כ2 x 10³⁰ תבנית:כ ק"ג

מסת כוכב בעת היווצרותו: מסה קטנה מאד - פחות מ־ $_{M_{⨀}}$ 0.08 לערך, מסה קטנה - בטווח $_{M_{⨀}}$ 0.08 - 0.4 לערך, מסה בינונית - בטווח $_{M_{⨀}}$ 0.4 - 8 לערך (לאחר הקריסה המסה קטנה, פחות מ־ $_{M_{⨀}}$ 1.44 לערך), מסה גדולה - לפחות $_{M_{⨀}}$ 8 לערך (לאחר הקריסה המסה היא לפחות $_{M_{⨀}}$ 1.44 לערך)

הערה: במצבים בהם כוכב מסוים סופח אליו מסה - הוא עשוי לעבור למחזור חיים של מסה גבוהה יותר. לדוגמה: אם ננס לבן במערכת זוגית סופח אליו חומר מבן זוגו, המגדילה אותו מעבר לגבול צ'נדראסקאר ( $_{M_{⨀}}$ 1.44), הוא יכול לעבור סופרנובה מסוג Ia שבסופה ייווצר כוכב נייטרונים (במקום ננס שחור).

תבנית:בקרת זהויות