Gwiezdny kanibalizm zamienia gwiazdę w brązowego karła

dnia 19/05/2016
Obraz powyżej przedstawia białego karła (po prawej) ściągającego materię z brązowego karła. Źródło: Rene Breton, Uni of Manchester

Obraz powyżej przedstawia białego karła (po prawej) ściągającego materię z brązowego karła. Źródło: Rene Breton, Uni of Manchester

Astronomowie odkryli obiekt o masie niższej od masy gwiazdy, który na wcześniejszym etapie swojej ewolucji był gwiazdą ale został odarty z materii przez towarzyszącego mu białego karła.

Międzynarodowy zespół astronomów dokonał odkrycia podczas obserwacji bardzo słabo świecącego układu podwójnego J1433 znajdującego się 730 lat świetlnych od Ziemi. Układ składa się z obiektu o niskiej masie – około 60 mas Jowisza – krążącego po ciasnej orbicie z okresem zaledwie 78 minut wokół białego karła (pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca).

Ze względu na bliskość dwóch składników układu, biały karzeł odzierał swojego towarzysza z materii. W procesie tym gwiezdny towarzysz utracił około 90% swojej początkowej masy, przez co zmienił swój status z gwiazdy na brązowego karła.

Większość brązowych karłów to tak zwane ‚nieudane gwiazdy’, obiekty których początkowa masa była za niska, aby mogły w ich wnętrzach rozpocząć się procesy fuzji wodoru. Jednak w omawianym tutaj przykładzie, brązowy karzeł powstał jako pełnowymiarowa gwiazda, która w toku trwającego miliardy lat gwiezdnego kanibalizmu stopniowo odzierana była z materii.

Artykuł, opublikowany w periodyku Nature opisuje obserwacje wykonane za pomocą instrumentu X-Shooter zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Cerro Paranal w Chile, które pozwoliły na bezpośrednie wykrycie i scharakteryzowanie układu, który pozostał po tak dramatycznych przemianach.

Główny autor artykułu Juan Venancio Hernandez Santisteban, doktorant z Uniwersytetu w Southampton, mówi: „X-Shooter to wyjątkowy instrument, który może obserwować obiekty astronomicznie jednocześnie w zakresie od ultrafioletu po podczerwień. Dzięki temu możliwe było szczegółowe przeanalizowanie promieniowania emitowanego przez ten układ i odkrycie ukrytego sygnału od ciemnego brązowego karła.

„Nasza wiedza o ewolucji układów podwójnych wskazuje, że jeżeli gwiazda towarzysząca może przetrwać taką zmianę, brązowe karły powinny być powszechnym składnikiem takich układów. Niemniej jednak, pomimo kilku prób, udało się zidentyfikować tylko kilka układów, które potencjalnie mogą skrywać brązowego karła przy białym karle. Nasze obserwacje w końcu potwierdzają, że faktycznie możliwa jest zmiana gwiazdy w brązowego karła.”

Astronomowie wykorzystali zebrane dane także do stworzenia mapy temperatury powierzchni brązowego karła. Okazuje się, że obiekt ten charakteryzuje się różnymi temperaturami w różnych fragmentach swojej powierzchni, co jest spowodowane przez silne promieniowanie pochodzące z dużo gorętszego białego karła. Mapa przedstawia wyraźne różnice temperatur między stroną dzienną (skierowaną w stronę białego karła) a nocną. Średnia różnica między nimi to 57 stopni Celsjusza, jednak najgorętsze miejsce na powierzchni brązowego karła jest 200 stopni Celsjusza gorętsze od najchłodniejszego.

Prof. Christian Knigge z Uniwersytetu w Southampton, który rozpoczął i nadzorował projekt, powiedział: „Stworzenie tej mapy temperatury powierzchni to niesamowite osiągnięcie. W przypadku wielu olbrzymich planet, tzw. gorących jowiszów, promieniowanie gwiazdy macierzystej istotnie przewyższa ilość ciepła generowanego we wnętrzu planety. W naszym przypadku, wewnętrzny przepływ ciepła w brązowym karle jest podobny do ilości promieniowania otrzymywanego od białego karła. To nietypowe i jak dotąd niebadane środowisko – dlatego stanowi doskonałe laboratorium do badania atmosfer planet i obiektów sub-gwiezdnych.”

Źródło: University of Southampton

Dodaj komentarz