Hnědí trpaslíci napodobují své velké hvězdné sourozence

Dvě nedávné studie naznačují, že hnědí trpaslíci neboli tzv. „Sledované hvězdy“ jsou nicméně spíše jako hvězdy než planety.

Umělecké pojetí hnědého trpaslíka.
NASA / JPL-Caltech

Hnědí trpaslíci jsou nesmírně obyčejnými runami hvězdného vrhu. Ale i když jsou všude, jejich slabá záře jim ztěžuje pozorování a porozumění. Dvě nedávné studie osvětlily vznik těchto kdysi exotických objektů.

Nejprve navržený jako nápad v 60. letech a konečně objevený v 90. letech 20. století, hnědí trpaslíci překlenují propast mezi nejmenšími hvězdami a největšími planetami a nikdy nezapálí vodíkovou fúzi v jejich jádrech. Časem se ochladzují a pomalu vylučují vznikající teplo, které zbylo z jejich formace, jako matná záře.

V posledních dvou desetiletích astronomové prozkoumali stovky těchto objektů, studovali jejich vlastnosti a přemýšleli o jejich formaci. Tvořily se hnědé trpaslíci jako hvězdy a kondenzovaly z obrovských mraků prachu a plynu? Nebo se shromáždili stejným způsobem jako planety na disku kolem jiné hvězdy? Debata zazněla na schůzkách po celém světě, ale postupně důkazy ukazovaly na zmenšenou verzi hvězdné formace.

Nyní dvě vzrušující nové studie naznačují, že hnědí trpaslíci (včetně jednoho s hmotností pouhých 12krát větší než Jupiter) napodobují své větší hvězdné sourozence jinými způsoby.

Hvězdný trpaslík jako Hvězdný trpaslík

Tento obrázek ukazuje trysku vypuštěnou hnědým trpaslíkem na vnějším okraji klastru sigma Ori. Vysleduje emise z jednotlivě ionizované síry, která se na snímku jeví jako zelená, tryska se rozprostírá 0, 7 světelných let severozápadně od hnědého trpaslíka. Klikněte na obrázek pro větší verzi.
NOAO

Basmah Riaz (Institut Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku, Německo) a jeho kolegové použili dalekohled Southern Astrophysical Research (SOAR) ke studiu mladého hnědého trpaslíka, přezdívaného Mayrit 1701117, ve hvězdné hvězdokupě sigma Ori 3 miliony let. Pozorování, která mají být zveřejněna v Astrofyzikálním časopise, ukázala, že hnědý trpaslík napájí proud materiálu, který vypouští plyn až 0, 7 světelných let od objektu.

Trysky byly často pozorovány přicházejícími od mladých hvězd i hnědých trpaslíků, ale hnědé trpasličí trysky byly obvykle mnohem menší než jejich hvězdné protějšky. Tento paprsek je však vůbec největším pozorovatelem hnědého trpaslíka. A stejně jako trysky přicházející z mohutnějších hvězd, i tato se mění s časem, jeho plyn se hromadí, jak vytéká ven. Tento druh uzlovitosti naznačuje, že plyn je pravděpodobně poháněn narůstajícím materiálem, který nepravidelně padá na hnědého trpaslíka.

"Tryska ukazuje všechny známé znaky odtoků z hvězd." . . docela přesvědčivě kontroluje všechny políčka, “říká spoluautorka Emma Whelan (Irská národní univerzita, Maynooth).

Kojenecká hnědá trpaslík jako krmení hvězdou

Umělecký dojem z plynového a prachového disku kolem planetového objektu OTS44. První rádiová pozorování naznačují, že OTS44 se vytvořil stejným způsobem jako mladá hvězda.
Johan Olofsson (Univ. Valparaiso a MPIA)

Mladé hvězdy se často nacházejí obklopené disky plynu a prachu, které zbyly z jejich tvorby. Část tohoto materiálu na disku padá na samotnou hvězdu, zatímco jiné části nakonec tvoří planety a další malé objekty. Někteří hnědí trpaslíci mají takové disky také, ale až dosud se takové disky objevovaly jen kolem mnohem mohutnějších hnědých trpaslíků.

V jiné studii, publikované v Astrophysical Journal Letters a vedené Amelií Bayo (University of Valparaíso, Chile), se zaměřila na OST44, planetární hmotný objekt v Chameleonově hvězdotvorné oblasti. Není to hnědý trpaslík přesně - hranice, které dělí hvězdy, hnědé trpaslíky a planety, jsou nejasné. Hnědí trpaslíci tradičně obsahují 13 až 75krát větší hmotnost Jupiteru, ale přesné hranice se mohou měnit v závislosti na tom, z čeho je předmět vyroben. S hmotností 12krát Jupiter's leží OST44 přímo na hranici planety-hnědý trpaslík. .

Bayo použil Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) v Chile k prozkoumání disku chladného plynu kolem OST44, nejméně masivního hnědého trpasličího objektu, který hostil akreční disk. Ve věku pouhých 2 milionů let je objekt astronomickým kojencem a stále roste, protože plyn proudí dovnitř z disku.

Z údajů ALMA Bayo a jeho kolegové změřili množství prachu kolem OST44 a zjistili, že se shoduje s tím, co se očekávalo na základě pozorování disků kolem jiných hvězd a mohutnějších hnědých trpaslíků. Zdá se tedy, že astronomové zachytili tento objekt aktem formování jako hvězda.

Tato nová pozorování však představují novou výzvu: Z toho, co víme, by metody formování hvězd neměly být schopny produkovat objekty planetární hmoty. Přesto se to zdá být přesně to, co se tady stalo.

Aby astronomové pochopili, jak se tyto runy mohou chovat jako jejich větší hvězdní sourozenci, produkují velké trysky a krmí se z vířících disků plynu, budou astronomové potřebovat více dat. V tomto režimu můžete očekávat více vzrušujících výsledků od ALMA, protože v budoucnu studuje více mladých objektů s nízkou hmotností.