Astronómovia odvážili hnedého trpaslíka

V hviezdnej maternici nachádzajúcej sa vo Veľkej hmlovine v Orióne sa astronómom podarilo objaviť binárny systém pozostávajúci z dvoch hnedých trpaslíkov. Ich dráhy sú sklonené voči zornému poľu tak, že v tejto sústave pozoruje vzájomné zákryty týchto exotických objektov.

Samostatne je hnedého trpaslíka veľmi ťažké pozorovať. Majú totiž veľmi nízku jasnosť a preto sa aj ťažko určujú ich vlastnosti. Vďaka tomu, že táto dvojica tvorí zákrytový systém sa podarilo prvýkrát určiť priemery a hmotnosti hnedých trpaslíkov. Ide vôbec o prvý objavený binárny systém pozostávajúci z dvojice hnedých trpaslíkov. Napozorované údaje poslúžia k testovaniu teoretických modelov vzniku a vývoja hviezd. Na objave binárneho páru sa podieľali Jeff Valenti z Space Telescope Science Institute (STScI), Robert Mathieu oz University of Wisconsin-Madison, a Keivan Stassun z Vanderbilt University.

Hnedý trpaslíci sú objekty vesmíru, ktorých hmotnosť je príliš nízka na to, aby sa stali plnohodnotnými hviezdami. Zároveň sú príliš veľké na to, aby boli planétami. Hviezdu kvalifikujeme ako objekt, v ktorom prebieha termonukleárna reakcia pri ktorej dochádza k premene vodíka na hélium. Na to, aby došlo k zapálenie takejto reakcie je potrebné, aby malo teleso minimálne hmotnosť rovnajúcu sa 80 násobkom hmotnosti Jupitera. Pre porovnanie dodávame, že Slnko je približne 1000 krát hmotnejšie ako Jupiter.

Obežné dráhy hnedých trpaslíkov sú veľmi tesné a tak pri pozorovaniach zo Zeme sa zdá, že ide o jeden objekt. Až dôkladným štúdiom prichádzajúceho svetla sa zistilo, že ide o binárnu sústavu. Ich obežné rýchlosti sú pomerne vysoké a navyše, pri svojom orbitálnom pohybe sa vzhľadom na Zem vzájomne zakrývajú. Použitím Newtonových zákonov sa astronómom podarilo vypočítať hmotnosti oboch trpaslíkov. Jeden hnedý trpaslík je 55 krát hmotnejší ako Jupiter, druhý 35 krát hmotnejší ako Jupiter. Chyba v určení hmotností je maximálne 10 %. Na základe zachytenej svetelnej krivky dokázali astronómovia vypočítať aj priemery oboch trpaslíkov. Ich priemery sú relatívne veľké (70 % a 50 % priemeru Slnka) vzhľadom k ich malej hmotnosti. Rozbor svetla oboch trpaslíkov ukazuje, že sú sfarbený do červena. To je vo vynikajúcej zhode s teoretickými modelmy, ktoré predpokladajú na hnedých trpaslíkoch pomerne hustú atmosféru a aj akýsi typ počasia. V podstate sú ich atmosféry podobné atmosféram planét Jupiter či Saturn. Pri analýze spektra prichádzajúceho zo sústavy zistili astronómovia aj teplotu viditeľných povrchov. Teória predpokladala, že čím väčší a hmotnejší trpaslík tým väčšia teplota. Zistený bol ale presný opak! Hmotnejší trpaslík má teplotu vyššiu ako jeho menej hmotný spoločník. Teplota hmotnejšej zložky je 2650 K a menej hmotnej 2790 K. Pre porovnanie, povrchová teplota Slnka je 5800 K.

Binárna sústava sa nachádza vo Veľkej hmlovine v Orióne a je od Zeme vzdialená iba 1500 svetelných rokov. Veľká hmlovina v Orióne je známa ako rodisko mladých hviezd. Práve vďaka tejto polohe sa odhaduje vek týchto hnedých trpaslíkov na menej ako 10 miliónov rokov. Objavená sústava je pre astronómov veľkým prekvapením a zároveň aj veľkou záhadou. Ako sústava vznikla? Bolo to vzájomným zachytením? Alebo je potrebné zmeniť teoretické modely? Ak sú trpaslíci rôzneho veku, je pravdepodobné, že táto sústava je produktom vzájomného gravitačného zachytenia. Podľa nových štúdií sa zdá, že sa hnedí trpaslíci sa môžu tvoriť aj navzájom v pomerne malej vzdialenosti, čo má za následok neskoršie prerušenie formačného procesu. Najnovšie pozorovania zasa potvrdzujú teóriu, že sa hnedí trpaslíci tvoria rovnakým spôsobom ako hviezdy a to postupnou akreáciou hmoty z oblaku plynu a prachu. Sú ale nepomerne menší a tak sa do štádia zapálenia vodíka nikdy nedostanú. Termonukleárne reakcie sa tu nezapália preto, lebo v ich vnútrach panuje nízka teplota a tlak, čo je následkom nízkej hmotnosti. Preto svietia veľmi slabo a len vďaka ich postupnému gravitačnému zmršťovaniu.

Existencia hnedých trpaslíkov bola prvýkrát teoreticky predpovedaná v 80 rokoch minulého storočia. Ale až roku 2000 bol prvý hnedý trpaslík jednoznačne objavený. V súčasnosti ich poznáme už niekoľko 100, pričom za hnedého trpaslíka pokladáme každé teleso, ktorého hmotnosť je v rozmedzí 13 až 80 hmotností Jupitera.

 

Zdroj: HST News

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *