Przejdź do treści

Brązowe karły są nieudanymi gwiazdami czy ogromnymi planetami?

img

Brązowe karły wypełniają „lukę” pomiędzy gwiazdami a znacznie mniejszymi planetami – dwoma bardzo różnymi rodzajami obiektów astronomicznych. Ale sposób ich powstawania nie został jeszcze w pełni wyjaśniony.

Astronomowie z Uniwersytetu w Heidelbergu mogą teraz być w stanie odpowiedzieć na to pytanie. Odkryli, że gwiazda ν Ophiuchi w Drodze Mlecznej jest okrążana przez dwa brązowe karły, które najprawdopodobniej uformowały się wraz z nią z dysku gazu i pyłu, podobnie jak planety.

Obydwa obiekty krążą wokół jednej gwiazdy, podróżując w izolacji po rozległym obszarze Drogi Mlecznej. Ich masa – co najmniej trzynaście mas Jowisza – jest wystarczająca, aby wytworzyć, przynajmniej tymczasowo, energię w ich wnętrzu poprzez fuzję jądrową. Nie są jednak wystarczająco masywne, aby zapalić wodór w swoich rdzeniach, a tym samym emitować własne światło. Astronomowie są jednak w stanie je zlokalizować dzięki ciepłu, które nadal wypromieniowują po uformowaniu. Szacuje się, że w Drodze Mlecznej znajduje się do stu miliardów brązowych karłów. Jednak nadal nie jest jasne, w jaki sposób się formują – czy są to „nieudane” gwiazdy, czy ogromne planety.

Ostatnie odkrycia dokonane w Centrum Astronomii Uniwersytetu w Heidelbergu (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg – ZAH) mogą dostarczyć odpowiedzi. Profesor Andreas Quirrenbach i jego zespół w Königstuhl State Observatory w ZAH przeanalizowali zmiany prędkości radialnej gwiazdy v Ophiuchi. Wykorzystując teleskopy w USA i Japonii, astronomowie z Heidelbergu i inni, mierzyli prędkość gwiazdy przez jedenaście lat. Gwiazda ma masę nieco większą, niż 2,5 masy Słońca i znajduje się ok. 150 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Wężownika.

Zespół z Heidelbergu zauważył pewien wzorzec w pomiarach, podobny do tych wywoływanych przez orbitujące planety lub gwiazdy podwójne, co zazwyczaj nie jest niczym niezwykłym. Ale w tym przypadku dokładna analiza danych ujawniła coś niezwykłego: najwyraźniej v Ophiuchi jest okrążana przez dwa brązowe karły, których okresy obiegu wynoszą odpowiednio ok. 530 i 3185 dni, co stawia je w rezonansie 6:1. Tak więc brązowy karzeł bliższy v Ophiuchi okrąża gwiazdę dokładnie sześć razy, podczas gdy drugi, odleglejszy, wykonuje w tym samym czasie tylko jeden obieg wokół niej.

Odkrycie to rzuca zupełnie nowe światło na ewolucję brązowych karłów. Czy kształtują się wyłącznie jako normalne gwiazdy w obłokach międzygwiazdowych, czy też mogą tworzyć się w tak zwanym dysku protoplanetarnym, który otacza gwiazdę macierzystą we wczesnej fazie jej powstawania? Rezonans 6:1 jest silnym wskaźnikiem drugiego scenariusza. Dopiero wtedy orbity nowo kształtujących się brązowych karłów dostosują się do stabilnego rezonansu przez miliony lat – wyjaśnia prof. Quirrenbach.

Profesor Quirrenbach podkreśla, że właśnie to sugerują obszerne analizy dynamiczne dla możliwych konfiguracji układu v Ophiuchi. Ten superplanetarny układ jest pierwszym tego rodzaju – a także pierwszym pewnym znakiem, że brązowe karły mogą tworzyć się w dysku protoplanetarnym. Badacz i jego zespół mają nadzieję na inne tego typu odkrycia, które pewnego dnia pozwolą im wyjaśnić, ile z „nieudanych” gwiazd jest w rzeczywistości bardziej masywnym rodzeństwem Jowisza i Saturna.

Więcej:
Are Brown Dwarfs Failed Stars Or Super-Planets?

Precise radial velocities of giant stars

Źródło: Heidelberg University

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Na zdjęciu: Wizja artystyczna brązowego karła. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Reklama