Коричневые карлики называют неудавшимися звездами. Это небесное тело слишком маленькое, чтобы плавить водород, но все же способное производить некоторую энергию, превращая дейтерий в гелий. Даже если испускаемым ими свет слишком тусклый, они все равно выделяют достаточно тепла, чтобы нагреть планету на близкой орбите.
Обитаемая зона существует вокруг большинства коричневых карликов, но она несколько отличается от обитаемый зоны вокруг звезд. Испускаемый коричневым карликом свет слишком тусклый для жизни и развития земных растений. Однако коричневый карлик генерирует достаточно инфракрасного тепла для планеты, чтобы на ее поверхности существовала жидкая вода.
По размеру коричневые карлики близки к Юпитеру, но по массе превосходят газового гиганта в 13–80 раз. Их спектральный класс зависит от температуры, которая меняется с течением времени - коричневые карлики остывают, и чем массивнее карлик, тем дольше он сохраняет свое тепло. Обычно коричневый карлик проходит через четыре этапа, показанных ниже:
- М - класс: ~ 2500 К
- L - класс: ~ 1300 К
- Т - класс: ~ 700 К
- Y - класс: ~ 200 К
Карлики M-класса имеют больший диаметр (до 1,5 раза больше диаметра Юпитера). L - класс получил свое название от лития. Все потому, что литий легко распадается в условиях, присутствующих в их ядре. Спектральный анализ обнаружил металлы в их линиях поглощения, потому что при их температуре многие металлы испаряются и могут быть обнаружены в виде летучих веществ в верхних слоях атмосферы. С другой стороны, карлики T-класса достаточно холодны, чтобы позволить образовываться метану, найденного в больших количествах в их верхних слоях атмосферы. Y - класс отличается от предыдущих. Как правило такие коричневые карлики настолько холодные, что в их атмосфере могут образовываться водяные облака.
Из-за крайне низкой светимости, планета, вращающаяся вокруг коричневого карлика, должна быть очень близко, как показано ниже:
Коричневый карлик М-класса: 0,015 а. е. (2,3 млн. км)
Коричневый карлик L-класса: 0,008 а.е. (1,2 млн. Км)
Коричневый карлик Т-класса: 0,005 а.е. (0,8 млн. Км)
Коричневый карлик Y-класса: 0,002 а.е. (0,3 млн. Км)
Для сравнения, экзопланета TRAPPIST-1 b вращается вокруг ультрахолодного красного карлика на расстоянии всего 0,0115 а. е.
На таких близких орбитах планеты должны быть заблокированы приливом, то есть всегда повернуты одной стороной к коричневому карлику. В результате на освещенной стороне температура будет высокой, а на темной стороне может быть вечная зима. Планета может быть еще более вулканически активной, чем спутник Юпитера Ио, хотя и не всегда. Если планета имеет круговую орбиту и поблизости нет объекта для создания возмущений, приливный эффект не должен быть таким сильным.
Планета будет вращаться очень быстро, один раз в несколько дней (для класса М), ежедневно (для класса Т) или через несколько часов (для класса Y). Спутник не может вращаться вокруг планеты из-за огромного влияния коричневого карлика.
Учеными была изучена обитаемость для планет, вращающихся вокруг коричневых карликов. Компьютерные модели показывают очень строгие условия для обитаемости подобных планет, поскольку обитаемая зона является узкой и уменьшается со временем из-за охлаждения коричневого карлика. Орбиты обитаемых планет должны обладать очень низким эксцентриситетом (порядка 10−6), чтобы избежать сильного приливного нагрева, который способен спровоцировать парниковый эффект, делающий планеты непригодными для жизни.
Поскольку коричневые карлики намного тусклее Солнца, планета земной массы должна иметь орбиту гораздо ближе, чтобы получить столько же тепла, сколько Земля получает от Солнца. Гипотетические обитаемые планеты вокруг коричневого карлика, вероятно, имеют орбитальный период не более, чем несколько земных дней. Обитаемая зона коричневого карлика представляет собой область пространства вокруг коричневого карлика, где температура не слишком высокая и не слишком низкая для того, чтобы жидкая вода существовала на поверхности планеты земной массы. Так как коричневый карлик остывает и тускнеет с течением времени, его обитаемая зона будет аналогично сжиматься внутрь. Планета вокруг коричневого карлика может изначально быть слишком горячей, чтобы поддерживать жизнь. Но по мере того как обитаемая зона будет сжиматься вместе с охлаждением коричневого карлика, планета впоследствии окажется в обитаемой зоне, где температура будет подходящей. По мере того, как обитаемая зона продолжит сокращаться, планета будет в конечном итоге смещаться к внешнему краю и выйдет из обитаемой зоны, когда температура станет слишком холодной для жизни на поверхности.
Развитие простейшей или даже сложной жизни на планете земной массы, вращающейся вокруг коричневого карлика, как ожидается, во многом зависит от того количества времени, которое планета проведёт в пределах обитаемой зоны или «зоны Златовласки». На Земле для появления простейшей жизни потребовалось не менее 0,5 миллиарда лет, в то время как появление сложной многоклеточной жизни, возможно, заняло примерно 3 миллиарда лет. В результате планета должна достаточно долго находиться в сжимающейся обитаемой зоне коричневого карлика, чтобы простейшая жизнь или даже продвинутые формы жизни успели развиться. По расчетам, планета на близкой орбите вокруг коричневого карлика 0,07 солнечной массы может находиться в пределах обитаемой зоны до 10 миллиардов лет. Продолжительность периода обитаемости уменьшается для коричневых карликов меньшей массы. Например, планета вокруг коричневого карлика 0,04 солнечной массы может оставаться пригодной для жизни на срок не более 4-х миллиардов лет.
