Obserwacja „Przypadku”, enigmatycznego brązowego karła
Ludzką naturą jest kategoryzowanie rzeczy, które obserwujemy we Wszechświecie. Ale co się dzieje, gdy coś nie pasuje do ustalonych przez nas kategorii? Nowe badania pokazują jeden z takich obiektów: szczególnie kłopotliwego brązowego karła.
Wizja artystyczna brązowego karła typu Y. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Ukryta populacja
Brązowe karły – obiekty podgwiazdowe, które nie są wystarczająco masywne, aby w ich jądrach zachodziła fuzja wodoru – to intrygująca populacja. Nie do końca gwiazdy i nie do końca planety, obiekty te zajmują przestrzeń pomiędzy, która jest warta dalszych badań.
Jednak najzimniejsze brązowe karły – należące do typu widmowego Y i posiadające temperaturę efektywną poniżej ~450 K – stanowią trudną do zbadania populację! Te chłodne obiekty nie emitują zbyt wiele światła, a to, co wypromieniowują, koncentruje się w podczerwieni w zakresie 5 μm. Z tego powodu obiekty te są trudne do obserwacji z Ziemi, więc naukowcy polegają na misjach kosmicznych, aby odkryć słabe światło tych obiektów.
Przypadkowe znalezisko
Do tej pory naukowcom udało się wykryć około 50 takich zimnych karłów typu Y. Żeby je lepiej sklasyfikować, nanoszą je na wykres kolor-kolor i kolor-magnitudo, by porównać ich jasności przy różnych długościach fal. Ale jedno z ostatnich odkryć nie zachowuje się tak, jak oczekiwano.
WISE 1534–1043, zwany „Przypadek”, gdy został odnaleziony w polu obrazowanym przez Wide-field Infrared Survey Explorer, był samotnym brązowym karłem pędzącym po niebie. Artykuł kierowany przez J. Davy'ego Kirkpatricka (Caltech) przedstawia nowe, kolejne obserwacje tego zagadkowego obiektu zebrane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz Obserwatorium Kecka na Hawajach.
Przeciwstawianie się kategoryzacji
Nowe obserwacje wskazują na położenie WISE 1534–1043 zaledwie ~50 lat świetlnych od nas – i potwierdzają jego dziwne właściwości obserwacyjne. Patrząc na wykresy kolor-kolor i kolor-magnitudo, jasne jest, że WISE 1534–1043 leży w ćwiartce całkiem sam.
Pomiary jasności absolutnej Przypadku na różnych długościach fali są zgodne z najzimniejszymi znanymi brązowymi karłami typu Y. Jednak jego barwy względne oraz magnitudo całkowicie wykraczają poza zakres znanych brązowych karłów.
Wykresy: Wykres kolor-kolor (z lewej) i kolor-magnitudo (z prawej) badające własności fotometryczne WISE 1534–1043 (czerwone punkty danych, wykreślone przy użyciu dwóch różnych modeli) pokazują, że jego zachowanie jest wyjątkowe wśród znanych, pobliskich, zimnych brązowych karłów. Zaadaptowane z Kirkpatrick i inni 2021.
Opcje tożsamości
Jakie może być wyjaśnienie tych enigmatycznych właściwości? Kirkpatrick i jego współpracownicy wykorzystują swoje obserwacje do rozważenia czterech możliwych tożsamości Przypadku:
- Wyjątkowo niskometaliczny, stary, zimny brązowy karzeł;
- Niezwykle małomasywny, z niską grawitacją, młody brązowy karzeł;
- Wyrzucona egzoplaneta;
- Ultrazimna pozostałość po gwieździe (jak biały karzeł lub egzotyczne, rozszczepione jądro gwiazdy).
Autorzy stwierdzili, że najbardziej prawdopodobna jest pierwsza z tych opcji. Jeżeli WISE 1534–1043 jest stara i ma wyjątkowo niską metaliczność, to zewnętrzne warstwy jej atmosfery miałyby zmniejszoną nieprzezroczystość, co pozwoliłoby naukowcom zajrzeć głębiej i potencjalnie wyjaśniałoby niezwykłe własności fotometryczne. Może to oznaczać, że Przypadek reprezentuje pierwszą znaną grupę podkarłów typu Y – zupełnie nową kategorię gwiazd.
Być może przyszłe obserwacje z wykorzystaniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pozwolą na rozwikłanie zagadki Przypadku.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
