Коричневые карлики — странная деталь вселенной. Вроде бы, звёзды, а вроде бы и нет. Миры сумерек, вечного багрового полумрака, мрачных закатных красок переходящих с небес на листья и хвою причудливых растений… Это, должны быть, очень необычные миры — планеты на орбитах недозвёзд.
…Человеческое восприятие великого и значительного, если даже не ограничено масштабами кухни, редко простирается за пределы Солнечной системы. Когда Плутон исключили из числа планет — это была тема! Хотя, из одной Луны таких «планет» десять штук сделать можно. С другой стороны тот факт, что недавно — уже позже злоключений Плутона, — число звёзд в Галактике возросло в полтора раза — с 400 до 600 миллиардов — остался, практически, незамеченным.
Нет, в последние годы темпы звездообразования не побили рекорды. Просто, к звёздам присчитали коричневые карлики — тела массой 0.012-0.077 солнечных (или от 13 до 80 «юпитеров»). Ранее они считались объектами, во-первых, гипотетическими, а во-вторых родственными газовым гигантам, а не звёздам. Предполагалось, что давление в их недрах для запуска термоядерных реакций недостаточно.
Собственно, так и есть. Минимальная масса звезды, при которой в её ядре может протекать водород-гелиевый цикл, действительно, составляет 80 масс Юпитера. Но даже во вшестеро более легком теле могут идти термоядерные реакции с относительно низким порогом — с участием дейтерия, лития, бериллия, бора. Отъевшись всего до 13 «юпитеров», газовый гигант обзаводится внутренним источником энергии, начинает светить и превращается в звезду. Хотя и не относящуюся к «правильным» звёздам главной последовательности.
Различия между коричневыми карликами и легчайшими из настоящих звёзд красными карликами достаточно многообразны. Если температура и светимость у обычных звёзд постоянно возрастают, по мере того, как водород превращается в более плотный гелий и давление в ядре увеличивается, то бурые карлики, напротив, вследствие снижения концентрации расходуемых изотопов непрерывно тускнеют. Также, недра бурых карликов не делятся на ядро и зону лучистого переноса. Реакции синтеза протекают во всей толще металлического водорода. Внутри же водородно-гелиевого ядра может (во всяком случае и легчайших представителей класса) находиться ещё и маленькое металло-силикатное ядро, как у планет.
Любопытно также, что если диаметр настоящей звезды увеличивается с увеличением её массы, то бурые карлики все примерно одинаковы по размеру — чуть больше Юпитера. Прирост массы ведёт к переходу более значительной части водорода в жидкое и металлическое состояние, и таким образом к увеличению плотности, а не объёма.
От массы коричневого карлика зависят его температура и цвет — ни в одном случае, естественно, не коричневый. Название закрепилось за этим классом объектов ещё в период, когда «дейтрид-литиевые» звёзды считались просто увеличенными подобиями Юпитера, имеющего, именно, коричневый цвет. Наиболее тяжёлые (класс-М) с массой около 75 «юпитеров» и температурой около 2000 К кажутся розовыми. От 50 до 75 «юпитеров» имеют температуру 1300-2000 К (класс-L) и выглядят алыми. От 30 до 50 (класс-Т) — пурпурными. Самые лёгкие коричневые карлики имеют температуру всего 400-700 К, то есть, их атмосфера даже холоднее венерианской. Они, по сути, являются чёрными, так как не излучают в видимом диапазоне.
Во всех случаях под цветом коричневого карлика подразумевается не спектральная характеристика, а видимый оттенок свечения. На такую звезду можно смотреть не опасаясь за зрение. При этом, на диске ярчайших светил этого типа будут отчётливо различима мозаика колонн конвекции, а у более тусклых её скроют полосы облаков. Любопытной особенностью этих светил является не полная ионизация вещества. В их фотосферах, скорее, являющихся атмосферами, присутствуют соединения кислорода и водорода. Главным образом угарный газ и метан.
На сакраментальный вопрос о возможности жизни в системах коричневых карликов наука, сперва, поспешила ответить категорическим «нет». Но потом передумала. Моделирование, внезапно, показало, что для обогрева жизнепригодных планет коричневые карлики во многих отношениях даже предпочтительней красных. Да, они тускнеют, «обитаемая зона», в которой вода на планете может оставаться жидкой, узка, расположена очень близко к звезде и постоянно стягивается. Однако, даже карлик массой 45 «юпитеров» в этом смысле не менее стабилен, чем увеличивающее светимость на 10% за миллиард лет Солнце.
Формирование землеподобной планеты на орбите радиусом меньше орбиты Луны в системе коричневого карлика возможно и даже вполне вероятно. При этом, как и в системе красного карлика, планета окажется в приливном захвате — то есть, всегда будет обращена к светилу одной стороной. Но периодических лучевых ударов избежит. Коричневые карлики, в отличие от красных, вспышками не грешат.
Главной же особенностью мира под лучами звезды минимальной массы станет необычное освещение. Замерший в зените неравномерно алый, испещрённый пятнами и ползущими тенями, в сто раз больший солнечного диск светила… светить будет слабо и странно. Слабо, поскольку, максимум излучения смещён в инфракрасную и тепловую часть спектра. Коричневый карлик — отличная «грелка», что и позволяет ему обзавестись жизнепригодными планетами, хотя, по первому впечатлению, это роскошь для него недоступная. Однако, в качестве «лампочки» он не выдерживает критики.
Странным же тусклый, багровый, закатный свет покажется из-за колоссального видимого размера светила, занимающего полнеба. Он не даст чётких теней, зато, прольётся и на полюса. То есть, освещённая часть планеты, с которой хотя бы краешек солнца постоянно виден, окажется куда больше, чем в системе красного карлика.
Проблемой, однако, может стать фотосинтез, для которого даже специализированные растения с красным пигментом в листьях способны использовать только видимую часть спектра (обычные, лишь его участок с голубого до жёлтого). Фотоны более низкой частоты не обладают необходимой энергией. Но, так или иначе, наличие некоторого количества видимого света сделает фотосинтез возможным.
главная проблема фотосинтеза тут — это то, что требуется длинная антена из сопряжённых двойных связей, а это понижает общий КПД и затраты на построение такой системы вообще, то есть жизнь там, возможно будет долго телепаться на стадии хемосинтеза, которая там будет ограничена временем синхронизации, после ней планеты станут уже слишком стабильными — всё это делает возникновение жизни у таких недозвёзд менее вероятным, чем у обычных
Масса галактики Млечный путь.