Naukowcy odkrywają rzadkiego brązowego karła

Zespół pracujący pod kierownictwem Justina Creppa odkrył brązowego karła HD 4747B. Źródło: UND
Zespół pracujący pod kierownictwem Justina Creppa odkrył brązowego karła HD 4747B. Źródło: UND

Zespół naukowców pracujący pod kierownictwem Justina Creppa, profesora fizyki na University of Notre Dame, odkrył rzadkiego brązowego karła, słabo świecący obiekt o cechach stawiających go między gwiazdą a planetą. Oprócz tego, że po raz pierwszy udało się zrobić zdjęcie takiego obiektu, zespół Creppa określił także jego masę, wiek i skład – najważniejsze informacje, które mogą być wykorzystane do rozpoczęcia badań tych ulotnych obiektów.

Brązowe karły to obiekty, które powstały w takich samych procesach formowania co gwiazdy, jednak nie udało im się zebrać wystarczającej masy, aby ciśnienie w jądrze pozwoliło na rozpoczęcie procesów fuzji jądrowej. Ze względu na brak stałych reakcji jądrowych, brązowe karły świecą bardzo słabo, przez co stanowią bardzo trudny do obserwacji most między gwiazdami a egzoplanetami. Odkrycie tego obiektu – HD 4747B – możliwe było dzięki trwającym 18 lat precyzyjnymi pomiarom widmowym gwiazdy, która wykazywała obecność towarzysza.

„Podejrzewamy, że tacy gwiezdni towarzysze powstają w tym samym czasie i z tej samej materii,” mówi Crepp.  „Właściwości fizyczne brązowego karła w takim układzie takie jak wiek czy skład można wyczytać z właściwości gwiazdy. Aktualnie nie znamy innych obiektów dla których udało się określić masę, wiek i metaliczność  niezależnie od promieniowania emitowanego przez towarzyszącą mu gwiazdę. Dlatego też możemy wykorzystać HD 4747B do testowania naszej wiedzy o brązowych karłach, co pozwoli na precyzyjne badania astrofizyczne nad bezpośrednio obserwowanymi obiektami tego typu.”

W przeszłości masa brązowych karłów oszacowana została na podstawie teoretycznych modeli ewolucyjnych. Zespół Creppa obliczył masę HD 4747B bezpośrednio na podstawie obserwacji jego orbity – pozwoliło to na uściślenie modeli brązowych karłów. Naukowcy uważają, że ich prace także pozwolą na udoskonalenie modeli planet pozasłonecznych. W oparciu o trójwymiarową analizę orbity możliwe było określenie masy HD 4747B na poziomie 60 mas Jowisza (80 mas Jowisza to próg powyżej którego możliwe jest rozpoczęcie fuzji jądrowej w jądrze obiektu), co jest znacznie niższą wartością od teoretycznych szacunków wynoszących 72 masy Jowisza, niemniej jednak mieszczącą się w granicy błędu.

„To swoisty okres przejściowy między ‚Hej, znalazłem coś ciekawego’ a ‚Hej, znam masę tego obiektu z dokładnością do kilku procent.’ Teraz możemy w końcu testować nasze modele teoretyczne,” mówi Crepp.

Zespołowi udało się odkryć ten obiekt za pomocą teleskopów Keck na Hawajach, a artykuł opisujący wyniki badań zostanie opublikowany w periodyku Astrophysical Journal.

Źródło: University of Notre Dame