Brązowe karły naśladują gwiezdne rodzeństwo

Dwa poprzednie badania wskazują na to, że brązowe karły, czyli tak zwane "nieudane gwiazdy" są jednak bardziej gwiazdami niż planetami.

Brązowe karły są popularne we Wszechświecie, jednak ze względu na ich słaby blask są trudne do obserwowania i zrozumienia. Dwa ostatnie badania rzuciły nowe światło na proces tworzenia się tych egzotycznych obiektów.

Propozycja istnienia brązowych karłów po raz pierwszy pojawiła się w latach ‘60 ubiegłego stulecia a odkryte zostały w latach ‘90. Brązowe karły to obiekty wypełniające lukę między najmniejszymi gwiazdami i największymi planetami, w których jądrach nigdy nie doszło do procesu zapalenia się wodoru. Ochładzają się z biegiem czasu, powoli pozbywając się ciepła z okresu formowania się, w postaci słabego blasku.

W ciągu minionych dwóch dekad astronomowie przeanalizowali setki tych obiektów, badając właściwości oraz rozważając ich powstawanie. Czy brązowe karły powstawały jako gwiazdy, skupiając się z ogromnych obłoków gazu i pyłu? A może łączą się razem, podobnie, jak ma to miejsce w przypadku planet, wewnątrz dysku wokół innej gwiazdy? W trakcie wielu rozmów prowadzonych przez astronomów na całym świecie skłaniano się ku wersji związanej z powstawaniem jako gwiazdy.

Basmah Riaz (Instytut Fizyki Pozaziemskiej Maxa Plancka, Niemcy) i jego koledzy użyli teleskopu Southern Astrophysical Research (SOAR) do badania młodego brązowego karła, nazwanego Mayrit 1701117, który znajduje się w liczącej 3 miliony lat gromadzie gwiazd sigma Ori (Orion). Obserwacje pokazały, że brązowy karzeł zasila materię, która wyrzuca gaz na odległość 0,7 lat świetlnych od obiektu.

Często obserwowano dźety pochodzące zarówno od młodych gwiazd jak i od brązowych karłów, ale te, których źródłem są brązowe karły były znacznie mniejsze, niż ich gwiezdne odpowiedniki. Mimo to dżet obserwowany z tego karła jest największym dotąd obserwowanym. I podobnie jak dźety pochodzące z masywniejszych gwiazd, ten również zmienia się z upływem czasu i gaśnie, gdy wypływa na zewnątrz, co wskazuje na to, że gaz może być zasilany przez akreującą materię, która opada nieregularnie na brązowego karła.

Młode gwiazd często są otoczone dyskiem gazu i pyłu będącego pozostałością procesu ich formowania się. Część materii opada na samą gwiazdę a z reszty ostatecznie tworzą się planety i inne małe obiekty. Niektóre brązowe karły posiadają takie dyski, ale do tej pory zostały one odkryte tylko wokół znacznie bardziej masywnych brązowych karłów.

W innym badaniu, którego wyniki opublikowano w Astrophysical Journal Letters, przeprowadzonym przez Amelię Bayo (Uniwersytet Valparaíso, Chile), skupiono się na OST44, obiekcie o masie planetarnej, znajdującym się w regionie formowania się gwiazd, w konstelacji Kameleona. To nie jest dokładnie brązowy karzeł. Granice pomiędzy gwiazdą, brązowym karłem i planetą są rozmyte. Masa brązowego karła zawiera się zazwyczaj w granicy od 13 do 75 mas Jowisza. Mogą się one zmieniać w zależności od tego, z czego obiekt jest zbudowany. Mając masę 12 Jowiszów, OST44 leży na granicy planeta-brązowy karzeł.

Bayo wykorzystała anteny ALMA w Chile do badania chłodnego gazu wokół OST44, najmniej masywnego brązowego karła posiadającego dysk. Obiekt ten, liczący zaledwie 2 miliony lat jest – w terminologii astronomicznej – niemowlęciem, i wciąż się rozwija, gdy gaz przepływa do wewnątrz z jego dysku.

Na podstawie danych z ALMA Bayo i jej koledzy mierzyli ilość pyłu wokół OST44 i stwierdzili, że pasuje to do oczekiwań, jakie mieli bazując na obserwacjach dysków otaczających inne gwiazdy i masywne brązowe karły. Wydaje się, że astronomowie uchwycili ten obiekt w akcie tworzenia się jako gwiazda.

Obserwacje te stwarzają nowe wyzwanie: z tego, co wiemy, sposób formowania się gwiazd nie powinien zezwalać na tworzenie się obiektów o masach planetarnych. Jednakże wygląda na to, że właśnie to się stało w tym przypadku.

Aby zrozumieć, w jaki sposób karły mogą wytwarzać duże dżety i karmić się wirującymi dyskami gazu, jak ma to miejsce w przypadku większych gwiazd, astronomowie potrzebują więcej danych. W przyszłości ALMA będzie badać więcej młodych, małomasywnych obiektów.

Źródło:
Sky and Telescope

Urania - Postępy Astronomii

Popularne posty z tego bloga

Słaby, odległy obiekt odkryty na krańcach Pasa Kuipera

Tajemnica, w jaki sposób czarne dziury łączą się i zderzają, zaczyna się wyjaśniać

Ostatni duży posiłek naszej czarnej dziury