En Brunen Dwarg is en kumpakt astronoomsch Objekt, dat en Masse twüschen 13 un 75 Jupitermassen opwiest. Brune Dwargen nehmt en sünnere Postischoon twüschen de Planeten un de Steerns in, wat ok för de Vörgäng binnen in gellt. Se hebbt also en gröttere Masse as de Gasplaneten, man en lüttere Masse as de stellaren Roden Dwargen.
Afgrenzen thumb|Gliese 229 B (elk Bildmitt), links: Opdecken an de Palomar Steernwacht, rechts: Hubble Space Telescope (NASA) As Brune Dwargen warrt all de Objekten betekent, de ünner de Massengrenz för’t Waterstoffbrennen leegt. Disse Fusionsvörgang is de Bestimmende för en Steern, de tomindst för en Deel vun de Levensduer vun den Steern gegen de Gravitatschoonskraft wirkt un em dormit bestännig hollt. De Mindsttemperatur för de Waterstofffusion liggt bi en Tosamensetten as bi uns Sünn bi en Masse vun ruchweg 0,07 Sünnen- oder 75 Jupitermassen (üm un bi 0,139·1030 kg). Vun disse Masse an un doröver kummt en Steern tostannen. De Massenbövergrenz för’n Brunen Dwarg hangt aver vun de Metallizität af un liggt för en Metallizität vun 0 – also bi Objekten ut de Anfangstiet vun’t Universum – bi üm un bi 90 Jupitermassen.
Liekers finnt ok in Brune Dwargen Fusionsvörgang statt, vun wegen dat eenige Fusionsreakschonen ok al bi sietere Temperaturen aflopen doot as dat bi’t Waterstoffbrennen de Fall is. Dat is vör allen dat Lithiumbrennen, bi dat vun ruchweg 65 Jupitermassen an oder bi en Karntemperatur vun mehr as 2 Millionen Kelvin en Lithium-7-Karn mit en Proton reageert, un dat Deuteriumbrennen, bi dat vun ruchweg 13 Jupitermassen an en Deuteriumkarn un en Proton to en Helium-3-Karn versmölt
Bi disse Definitschoon liggt de Ünnergrenz för de Masse bi 13 Jupitermassen, also de Grenz för de Deuteriumfusion. Hett en Objekt en lüttere Masse, warrt dorto Planet seggt, so lang se üm en Steern kreist. Objekten, de nich Deel vun en Sünnsystem sünd, man sik free üm de Mitt vun de Melkstraat bewegt, warrt Planemos nöömt, vun wegen dat över de Afkumst vun disse Objekten nix bekannt is. Vele Exoplaneten wiest blangen grote Massen, de deelwies sogor in’t Rebeet vun de Brunen Dwargen liggen künnen, mit hoge Exzentrizitäten un lütte Afstännen vun’n Zentralsteern Bahnparameters op, de een eher bi en stellaren Begleiter vermoden de as bi’n Planeten. Wohrhaftig warrt ok tomindst en Exoplanet as Kandidat för en Brunen Dwarg inordent. Bi de Objekten ünner dörteihn Jupitermassen is aver noch keen eenheitlich Benömen aftosehn.
In de eersten Arbeiten över Brune Dwargen is dat Kriterium vunt Entstahn anwennt worrn: Brune Dwargen hett man all Objekten nöömt, de as de Steerns dör dat tohopentehn vun en Gaswulk tostannen kamt, man in de keen Waterstofffusion in Gang kummt. Dat is anners as bi de Planeten, de in de Akkretschoonsschiev vun Steerns enstahn doot. Disse Definitschoon bargt aver Problemen, vun wegen dat de Achtergrund vun’t Entstahn vun de lichteren Objekten blots mit groten Opwand opklort warrn kann – wenn överhaupt. Dat Kriterium vun de Fusion warrt noch nich allgemeen anwennt, is Anfang vun’t 21. Johrhunnert aver fakener in Bruuk as dat annere, dat blots noch vun de ölleren Pioneeren op dat Rebeet verwennt warrt.
Entstahn De Vörgang, woans de Brunen Dwargen tostannen kamt, is noch nich eendüdig utforscht. In’n Groten un Ganzen gifft dat aver fief Mööglichkeiten:A. Whitworth et al.: „The Formation of Brown Dwarfs: Theory“< afropen an’n 16. November 2009 Se warrt na de sülven Mechanismen ut en Gaswulk billt as de Steerns, blots mit den Ünerscheed, dat jemehr Masse nich reckt, üm dat Waterstoffbrennen to tünnern. Se fangt jemehr Entwickeln an as Deel vun en Mehrfacksystem in en Globule, warrt aver ut dat System rutsleudert, eh se de nödige Masse för’t Waterstoffbrennen hebbt.S. P. Goodwin & A. Whitworth: „Brown dwarf formation by binary disruption“ afropen an’n 16. November 2009 Se entstaht as de Planeten in en protoplanetaren Schiev un warrt later in de Entwickeln ut dat Planetensystem rutsleudert.Dimitris Stamatellos et al.: „Brown dwarf formation by gravitational fragmentation of massive, extended protostellar discs“ afropen an’n 16. November 2009 In junge masserieke Steernhopens kann de ioniseeren Strahlen vun massive O- un B-Steerns de protostellare Akkretschoonsschiev tonichten maken, eh disse Objekten de nödige Masse för’t Waterstoffbrennen opnahmen hebbt. Drange Begegnungen mit annere Steerns in en jungen Steernhopen künnt de Akkretschoonsschiev tonichten maken, eh dat Waterstoffbrennen tünnern kann.
In dat Rebeet vun’t Steernentstahn Chamaeleon I, dat eerst en poor Millionen Johren oolt is, sünd 34 Brune Dwargen opdeckt worrn. Bi dree dorvun künn tosätzlich en Akkretschoonsschiev nawiest warrn, de tyypsch is för junge Steerns.K. L. Luhman et al.: „Spitzer Identification of the Least Massive Known Brown Dwarf with a Circumstellar Disk“ afropen an’n 16. November 2009K. L. Luhman et al.: „Discovery of a Planetary-Mass Brown Dwarf with a Circumstellar Disk“ afropen an’n 16. November 2009
De Nawies vun en T-Tauri-Phaas bi mehrere Brune Dwargen, de bit dorhen blots bi junge Steerns op de Hööftreeg bekannt weer, is ok en Henwies för de glieke Entstahnshistorie tomindst bi en Deel vun de Brunen Dwargen.
Egenschoppen Brune Dwargen sünd wat jemehr cheemsche Tosamensetten angeiht, to verglieken mit de Steerns. Blots Brune Dwargenm de in Akkretschoonsschieven tostannen kamt, bargt mööglicherwies en Steenkarn – för dissen Weg vunt Entstahn gifft dat opstunns aver noch keen Belegen.
För Dwargsteerns, de teemlich licht sünd, stellt sik inn Karn unafhangig vun de Masse en Gliekgewichtstemperatur in, de bi ruchweg 3 Millionen Kelvin liggt un bi de de Waterstofffusion den op’n Slag anfangt. Dat de Temperatur gliek blieven deit, bedüüt, dat de Radius in Proportschoon steiht to de Masse: Je lütter de Masse, desto grötter is de Dicht in’n Karn. Stiggt de Karmdicht an, öövt de Elektronen en tosätzlichen Gegendruck gegen dat gravitative Tohopentrecken ut, de dör en deelwies ut de Oort slahn vun de Elektronen vun wegen dat Pauli-Prinzip utlöst warrt un to en sietere Ophitten vun’n Karn föhrt.
Bi en Metallizität as bi de Sünn föhrt dat bi weniger as 75 Jupitermassen dorto, dat de nödige Temperatur för’t Tünnern vunvt Waterstoffbrennen nich mehr tostannen kummt un en Brunen Dwarg entsteiht. De Verloop vun de Elektronen-Degeneratschoon un ok de Egenschoppen vun de lichtesten Steerns sünd noch nich in all Aspekten verstahn. Dorüm sünd in de Literatur Weerten twüschen 70 un 78 Jupitermassen angeven, in ne’ere Bereken geiht man vun 72 bit 75 Jupitermassen ut. Vun wegen dat quantenmechaansche ut de Oort slahn vun de Elektronen warrt Brune Dwargen, jüst so as Witte Dwargen, Neutronensteerns un Swarte Löcker, as kumpakte Objekten betekent
De Fusionsvörgäng hebbt bi junge Brune Dwargen en Bidrag to de Energiebilanz, man in keen Phaas vun’t Entwickeln sünd disse BIdrääg mit den vun de Gravitatschoonsenergie to verglieken. Un dorüm fangt Brune Dwargen an’t Enn vun de Akkretschoonsphaas an aftoköhlen. De Fusionsvörgäng binnen in maakt dat Afkählen blots för 10 bit 50 Millionen Johren langsomer.
Transport vun de Temperatur Jüst as bi Steerns mit weniger as 0,3 Sünnmassen, billt sik bi Brune Dwargen – in’n Gegensatz to swore Steerns – keen Schalenstruktur ut. Se sünd also vullstännig konvektiv. Dat heet, de Materialtransport, un dormit okde vun de Warms, finnt vun’n Karn bit an de Böverflach statt. Dorbi warrt dat Objekt vullstännig dörmischt un de Temperatur ok gliekmatig över dat Binnere angeleken. Ünnersöken vun de Methandwargen as t. B. Gliese 229 B laat allerdings vermoden, dat disse Konvekschoonszoon bi öllere un al wat köllere Brune Dwargen nich mehr bit an de Böverflach recken deit un sik an de Steed mööglicherwies en Atmosphäär utbillt, as bi de Gasresen.
Grött thumb|Gröttenvergliek twüschen Sünn, Brunen Dwarg, Jupiter un Eer (v.l., NASA) Dat ut de Oort slahn vun de Elektronen föhrt to en Afhangigkeit twüschen Radius un Masse bi Brune Dwargen vun R ~ M−¹/3. Eerst ünner de Massengrenz vun de Brunen Dwargen verlütt de Degeneratschoon vun de Elektronen eher Bedüden un en Massenafhangigkeit bi kunstante Dicht vun R ~ M+¹/3 stellt sik in. De swacke reziproke Massenafhangigkeit vun de Brunen Dwargen föhrt to en ruchweg kunstanten Radius över dat hele Massenrebeet, de üm un bi den Jupiterradius entspreken deit. De lichteren Brunden Dwargen sünd dorbi gröter as de sworeren.
Spektralklassen De Spektralklassen, de för de Steerns defineert sünd, künnt op de Brunen Dwargen an sik nich anwennt warrn, as sik dat bi jem nich üm Steerns hannelt. Bi Temperaturen över 1800 bit 2000 K fallt se bi’t Beobachten aver in dat Rebeet vun de L- un M-Steerns, vun wegen dat de optischen Egenschoppen blots vun de Temperatur un de Tosamensetten afhangt. Dorüm warrt de Spektralklassen ok för de Brunen Dwargen bruukt, wobi se hier aver keen direkte Informatschoon över de Masse geevt, man blots över de Kombinatschoon vun Öller un Masse.
Es sworen jungen Brunen Dwarg fangt in’t middlere Rebeet bi ruchweg 2900 K an un dörlöpt alle lateren M- un L-Typen. Lichtere Brunde Dwargen fangt glieks bi latere Typen an. Dat ünner Enn vun de Hööftsequenz is nich nipp un nau bekannt, liggt aver wohrschienlich twüschen L2 un L4, also in en Temperaturrebeet ünner 1800 bit 2000 K. Bi latere, köllere Typen hannelt sik dat mit Sekerheit üm Brune Dwargen.
För de kölleren Brunen Dwargen as to’n Bispeel Gliese 229B mit en Temperatur vun üm un bi 950 K is mit den T-Tyyp en wietere Spektralklass inföhrt worrn, de mit Temperaturn ünner ruchweg 1450 K op Steerns nich mehr anwennt warrn kann. As dat Spektrum in dit Temperaturrebeet vör allen vun starke Methanlienen prägt is, seggt man to Brune Dwargen vun’n T-Tyyp tomeist Methandwargen seggt. De küllste vundaag bekannte Brune Dwarg, 2MASS J04151954-0935066, wiest bi en Temperatur vun 600 bis 750 K as T9-Dwarg al liecht afwieken Egenschoppen as annere T-Dwargen op, so dat wohrschienlich en wietere Spektralklass inföhrt warrn mutt, wenn noch mehr vun disse külleren Objekten opdeckt warrt. Vör 2MASS J0415-0935 weer Gliese 570D mit ruchweg 800 K de küllste bekannte Brune Dwarg.
Männigkeit Dat gifft en eenfacke Massenfunkschoon to’n Beschrieven vun de relative Tall vun steernglieke Objekten in Betog op jemehr Masse, neemlich de Oorsprüngliche Massenfunkschoon. Disse Massenfunkschoon schüll ahn Ännern in’t Rebeet vun de sworen Brunen Dwargen wieter gahn,K. L. Luhman et al.: „The Initial Mass Function of Low-Mass Stars and Brown Dwarfs in Young Clusters“ afropen an’n 17. November 2009 vun wegen dat tomindst de Anfangstiet vun’t Steernenstahn mit dat Tosamenfallen vun en Gaswulk unafhangig is vun de Oort vun’t Objekt, wat sik dorut entwickelt. Dat heet, dat de Wulk nich „weten“ kann, dat an’t Enn en Brunen Dwarg oder en Steern dorbi rutkummt. In’t Rebeet vun de lichteren Brunen Dwargen warrt de Massenfunkschoon aver afwieken, vun wegen dat hier ok de annern Vörgäng (kiek in’n Afsnitt Entstahn) en Bidrag levern künnt un över de Mindstmasse to’n annern nich veel bekannt is.Ingo Thies & Pavel Kroupa: „A discontinuity in the low-mass initial mass function“ afropen an’n 17. November 2009 En naue Bestimmen vun de Männigkeit oder vun de Massenfunkschoon vun de Brunen Dwargen is dorüm nich blots vör de Vörgäng bi’t Entstahn vun de Brunen Dwargen wichtig, man se driggt ok to’t Verstahn vun de Vörgang bi’t Steernentstahn allgemeen bi,
Siet Gliese 229B opdeckt worrn is, sünd sünners bi de Steerndörmustern 2MASS,„Low-Mass Stars and Brown Dwarfs in 2MASS“, University of Massachusetts, California Institute of Technology afropen an’n 17. November 2009 DENIS un SDSS mehrere hunnert Brune Dwargen funnen worrn, as ok bi’t intensive Dörkieken vun Apene Steernhopens un Rebeden vun’t Steernentstahn.
Nawiesmethoden