Brązowe karły typu Y

Wizja artystyczna przedstawiająca brązowego karła – obiekt bardziej masywny i gorętszy od planety, ale niewystarczająco masywny aby zostać gwiazdą. Brązowe karły typu Y stanowią najchłodniejszy podzbiór brązowych karłów. Źródło: NASA

Brązowe karły to nieudane gwiazdy. Ich masy mniejsze niż około 80 mas Jowisza sprawiają, że nie posiadają one możliwości rozgrzania swego wnętrza do temperatury rzędu 10 000 000 K wymaganej do rozpoczęcia procesu spalania wodoru (spalanie wodoru to proces zachodzący np. wewnątrz Słońca, którego temperatura powierzchni to ok. 5700 K).

Temperatura powierzchni i właściwości brązowych karłów zależą o ich dokładnej masy i wieku i wahają się w zakresie od kilku tysięcy do zaledwie 200 K (temperatury zbliżonej z temperaturą powierzchni Ziemi), przy czym najgorętsze należą do klasy karłów L, nieco chłodniejsze do karłów T, a najchłodniejsze do karłów Y. Z uwagi na ich niską temperaturę, brązowe karły są ciemne i trudne do odkrycia, dlatego też teoretycy przewidują, że w Drodze Mlecznej może być nawet tyle samo brązowych karłów co normalnych gwiazd, a nasza wiedza o ich ewolucji i właściwościach jest bardzo niekompletna.

O liczbie brązowych karłów pisaliśmy już tutaj: http://www.pulskosmosu.pl/2017/07/06/w-drodze-mlecznej-moze-byc-100-miliardow-brazowych-karlow/

Satelita WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) czuły na promieniowanie emitowane przez chłodne obiekty odkrył klasę brązowych karłów Y w 2011 roku i aktualnie znamy 24 takie obiekty.

Caroline Morley, astronomka z Harvardu wraz ze współpracownikami wykorzystała Kosmiczny Teleskop Spitzer, Obserwatorium Gemini oraz kilka innych teleskopów do doprecyzowania odległości, jasności, barwy i charakterystyki widmowej tych obiektów, a następnie porównała wyniki z obecnie wykorzystywanymi modelami.

Naukowcy określili masy i wiek 22 brązowych karłów i potwierdzili, że w przypadku nieco cieplejszych karłów Y (których temperatury wahają się w okolicach 450 K, modele opisujące powierzchnię pozbawioną chmur zgadzają się z obserwacjami.

Wszystkie analizowane obiekty charakteryzują się obfitością pierwiastków podobną do Słońca i wszystkie wydają się mieć burzliwe atmosfery. Niemniej jednak modele nie zgadzają się z obserwacjami kilku najchłodniejszych obiektów, których temperatura powierzchni przypada na okolice 250 K.

Większa próbka obiektów pozwoli nałożyć lepsze ograniczenia na parametry, jednak autorzy zaznaczają, że mało prawdopodobne jest odkrycie większej liczby takich obiektów zanim w przestrzeni kosmicznej nie znajdzie się bardziej czuły teleskop obserwujący w podczerwieni.

Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics