Brązowe karły odkrywają przed nami tajemnice egzoplanet

dnia 16/08/2016

57b23220e4493

Brązowe karły są mniejsze niż gwiazdy lecz masywniejsze niż olbrzymie planety. Jako takie stanowią naturalne łącze między astronomią a planetologią. Niemniej jednak, tego typu obiekty wykazują niesamowitą różnorodność jeżeli chodzi o rozmiary, temperatury, skład chemiczny i wiele innych cech, przez co naukowcom bardzo trudno je zrozumieć.

Nowe prace prowadzone pod kierownictwem Jacqueline Fanrty z Carnegie skupiały się na przeglądzie różnych właściwości 152 obiektów podejrzewanych o to, że są młodymi brązowymi karłami. Celem badań było skategoryzowanie ich różnorodności. Okazało się, że właściwości ich atmosfer mogą odpowiadać za większość różnic – takie odkrycie może także rzucić nowe światło na badania planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce. Wyniki badań opublikowano w periodyku The Astrophysical Journal Supplement Series.

Naukowcy są bardzo zainteresowani badaniem brązowych karłów, które mogą nam wiele powiedzieć zarówno o ewolucji planet, lecz także i gwiazd. Obiekty te dużo trudniej dojrzeć niż masywniejsze i jaśniejsze od nich gwiazd, jednak jednocześnie jest ich wielokrotnie więcej niż gwiazd takich jak Słońce. Brązowe karły to najmniejsze i najlżejsze obiekty, które mogą powstawać w ten sam sposób co gwiazdy.

Jak na razie, zebrane dane dotyczące brązowych karłów mogą być wykorzystywane w zastępstwie egzoplanet, które mamy nadzieje badać dopiero powstającymi instrumentami obserwacyjnymi takimi jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

„Brązowe karły dużo łatwiej badać niż planety, bowiem nie skrywają się one w blasku gwiazdy macierzystej,” tłumaczy Faherty.

Jednak ogromna różnorodność właściwości w populacji brązowych karłów oznacza, że jeszcze bardzo wielu rzeczy nie wiemy o tej klasie obiektów.

Brązowe karły są za małe aby utrzymać procesy fuzji wodoru charakterystyczne dla gwiazd, dlatego też po uformowaniu po woli stygną i z czasem się kurczą, a grawitacja na ich powierzchni rośnie. Oznacza to, że ich temperatury mogą mieścić się w zakresie od temperatur obserwowanych na gwiazdach do temperatur typowych dla planet, co z kolei istotnie wpływa na warunki atmosferyczne na powierzchni takiego obiektu. Co więcej, ich masa także może mieścić się w zakresie od masy gwiazdy do masy olbrzymiej planety. To samo dotyczy ich wieku i składu chemicznego.

Określając obserwowalne właściwości tak wielu młodych brązowych karłów Faherty wraz ze swoim zespołem, była w stanie wykazać, że wśród tych obiektów da się zauważyć rozległą różnorodność barw, cech widmowych i wielu innych.  Identyfikując miejsce narodzin wielu z tych brązowych karłów, Faherty była w stanie wyeliminować różnice w wieku i składzie chemicznym jako powody tej różnorodności. Pozostały zatem warunki atmosferyczne – co oznacza, że zjawiska pogodowe lub różnice w składzie chemicznym i strukturze chmur – mogą być głównym podejrzanym w kwestii tego co prowadzi do tak ekstremalnych różnic między obiektami o podobnym pochodzeniu. Wszystkie zidentyfikowane miejsca narodzin brązowych karłów charakteryzują się także występowaniem egzoplanet, więc wyniki mogą także wiele nam powiedzieć o gazowych olbrzymach krążących wokół pobliskich gwiazd.

„Uważam te młode brązowe karły za bliźniaków olbrzymich egzoplanet. Niczym bliskich członków jednej rodziny, możemy je wykorzystać do badania procesu starzenia sie planet,” dodaje Faherty.

Źródło: Carnegie Institution for Science

Dodaj komentarz