Brązowe karły są nieudanymi gwiazdami czy ogromnymi planetami?

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, podróżują w izolacji w rozległym obszarze Drogi Mlecznej. Ich masa – co najmniej 13 mas Jowisza – jest wystarczająca, aby wygenerować, przynajmniej tymczasowo, energię w ich wnętrzu poprzez fuzję jądrową. Nie są jednak wystarczająco masywne, aby zapalić wodór w swoich rdzeniach, a tym samym stworzyć swoje własne światło. Ciepło, które nadal promieniuje po uformowaniu, jest tym, dzięki czemu astronomowie są w stanie je zlokalizować. Szacuje się, że w Drodze Mlecznej znajduje się do 100 mld brązowych karłów. Jednak nadal nie jest jasne, w jaki sposób się formują – czy są to „nieudane” gwiazdy, czy być może ogromne planety.

Ostatnie odkrycia dokonane w Centrum Astronomii Uniwersytetu w Heidelbergu (ZAH) mogą dostarczyć odpowiedzi. Prof. dr 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 11 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 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, bardziej odległy, 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.

Właśnie to sugerują obszerne analizy dynamiczne dla możliwych konfiguracji układu v Ophiuchi, donosi badacz. Ten super planetarny układ jest pierwszym tego rodzaju, a także pierwszym pewnym znakiem, że brązowe karły mogą tworzyć się w dysku protoplanetarnym, podkreśla prof. Quirrenbach. 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.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Heidelberg University

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.