Przejdź do treści

Zauważono dysk protoplanetarny wokół młodego i bliskiego brązowego karła

Brązowy karzeł W1200-7845 z dyskiem protoplanetarnym

Odkrycie dokonane w ramach projektu Disc Detective może pomóc w poszukiwaniu nowych planet. Być może uda się zidentyfikować i zbadać większą liczbę tych dysków, co może pomóc w ustaleniu warunków, w jakich mogą powstawać planety i życie.

Brązowe karły to obiekty zbyt duże, aby być planetami, jednak zbyt małe, by być gwiazdami. Podobnie, jak ich gwiezdne rodzeństwo, powstają w wyniku grawitacyjnego zapadania się gazu i pyłu. Ale zamiast gromadzić się w ognistym jądrowym sercu gwiazdy, brązowe karły osiągają równowagę – stabilny stan, łagodniejszy w porównaniu z gwiazdami napędzanymi fuzją.

Brązowe karły są uważane za brakujące ogniwo między najbardziej masywnymi gazowymi olbrzymami i najmniejszymi gwiazdami, a ponieważ świecą stosunkowo słabo, trudno je dostrzec na nocnym niebie. Podobnie jak gwiazdy, niektóre brązowe karły mogą zachować dysk wirującego gazu i pyłu pozostały po ich początkowym uformowaniu. Materia ta może zderzać się i gromadzić, tworząc planety, choć nie jest jasne, jaki rodzaj planet może być formowany przez brązowe karły.

Teraz naukowcy z MIT, University of Oklahoma i innych uczelni i z pomocą wolontariuszy zidentyfikowali brązowego karła, najmłodszego ze znanych obiektów tego rodzaju, w odległości ok. 100 parseków od Ziemi. Brązowy karzeł nazwany W1200-7845 wydaje się mieć dysk, który mógłby potencjalnie tworzyć planety. Ma ok. 3,7 mln lat i znajduje się w odległości 102 parseków, czyli około 332 lat świetlnych, od nas.

Ze względu na tę odległość astronomowie będą w stanie „przybliżyć” obraz młodego układu za pomocą przyszłych teleskopów o dużej mocy, aby zbadać wczesne warunki dysku brązowego karła i być może dowiedzieć się więcej o rodzajach planet, które brązowe karły mogą formować.

Nowy układ został odkryty dzięki projektowi crowdsourcingowemu Disk Detective, dostarczającemu zdjęcia obiektów do sklasyfikowania, w celu wybrania tych z nich, które prawdopodobnie są gwiazdami posiadającymi dyski protoplanetarne.

„W naszym słonecznym sąsiedztwie”

Użytkownicy portalu Diskdetective.org, który został uruchomiony w 2014 roku, mogą oglądać obrazy obiektów w kosmosie wykonane przez teleskop WISE, który wykrywa emisje w podczerwieni, takie jak promieniowanie cieplne wydzielane przez gaz i pyłowy gruz na dyskach gwiezdnych. Użytkownik może sklasyfikować obiekt na podstawie pewnych kryteriów, takich jak to, czy wygląda on na owalny – kształt bardziej przypominający galaktykę – czy okrągły – znak, że obiekt bardziej prawdopodobnie jest gwiazdą posiadającą dysk. 

Na tej podstawie zespół naukowców śledzi dyski sklasyfikowane przez użytkowników, korzystając z bardziej wyrafinowanych metod i teleskopów, aby ustalić, czy rzeczywiście są one dyskami i jakie cechy mogą mieć.

W przypadku nowo odkrytego W1200-7845 wolontariusze najpierw sklasyfikowali obiekt jako dysk w 2016 roku. Następnie zespół naukowy przyjrzał się mu bliżej instrumentem na podczerwień zamontowanym na 6,5-metrowych teleskopach Magellana w obserwatorium Las Campanas w Chile.

Dzięki tym nowym badaniom ustalono, że źródłem rzeczywiście był dysk wokół brązowego karła, który żył w „poruszającej się grupie” – gromadzie gwiazd zwykle widocznej jako jedna na nocnym niebie. W astronomii znacznie łatwiej jest ustalić wiek grupy obiektów niż tych pojedynczych. Ponieważ brązowy karzeł był częścią grupy około 30 gwiazd, poprzednio badacze byli w stanie oszacować wiek tej grupy, i prawdopodobnie także brązowego karła, na ok. 3,7 mln lat.

Ten brązowy karzeł jest również bardzo blisko Ziemi – około 102 parseków – co czyni go najbliższym wykrytym młodym brązowym karłem. Dla porównania, nasza najbliższa (po Słońcu) gwiazda, Proxima Centauri, znajduje się jeden parsek od Ziemi. O takich obiektach mówimy, że są sąsiedztwem Słońca.

Szukając Piotrusia Pana

Zespół planuje uzyskać jeszcze bardziej powiększony obraz W1200-7845 przy pomocy innych teleskopów, jak np. teleskopu ALMA, składającego się z 66 ogromnych anten radiowych, które razem działają jako jeden potężny teleskop do obserwacji Wszechświata na pasmach między radiowym i podczerwonym. Przy takim zasięgu i precyzji naukowcy mają nadzieję zobaczyć sam dysk brązowego karła, aby zmierzyć jego masę i promień.

Nowa wersja platformy Disk Detective, która ruszy w ciągu kilku dni, da możliwość wyłapywania dysków typu „Piotruś Pan” – dysków z gazem i pyłem, które powinny być wystarczająco duże, aby mogły uformować planety, ale z jakiegoś powodu jeszcze tak się nie stało.

– Nazywamy je dyskami Piotruś Pan, ponieważ wydaje się, że nigdy nie dorosną – mówi współautor pracy, Steven Silverberg z MIT.

Zespół zidentyfikował swój pierwszy dysk typu "Piotruś Pan" z pomocą Disk Detective w 2016 roku. Od tego czasu znaleziono siedem innych, z których każdy ma co najmniej 20 mln lat. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki nowej odsłonie projektu uda się zidentyfikować i zbadać większą liczbę tych dysków, co może pomóc w ustaleniu warunków, w jakich mogą powstawać planety i życie.

– Znalezione przez nas dyski będą doskonałym miejscem do poszukiwania egzoplanet – dodaje Silverberg.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
Citizen scientists spot closest young brown dwarf disk yet

OU Graduate Student Maria Schutte Presents Findings on Young, Nearby Brown Dwarf With a Disk at American Astronomical Society Conference

Źródło: MIT

Na ilustracji: Obraz brązowego karła W1200-7845 posiadającego dysk, który mógłby formować planety. Źródło: NASA/William Pendrill