Umelec ilustrácie hnedého trpaslíka binárny pár. Klikni na zväčšenie.
Jednou z najťažších úloh pre astronómov je zistiť, aké veľké sú vzdialené objekty. Hubbleov vesmírny teleskop pomohol astronómom zmerať hmotnosť binárneho páru hnedých trpaslíkov - zlyhaných hviezd - keď sa obiehali. Jeden trpaslík má 55-násobok hmotnosti Jupitera a druhý je 35-násobok hmotnosti. Každý z nich by musel byť 80-násobkom hmotnosti Jupitera, kým mal dostatok hmoty na vznietenie fúznej reakcie.
Po prvýkrát sa astronómom podarilo zvážiť binárny pár hnedých trpaslíkov a presne zmerať ich priemery. Tieto druhy presných meraní nie sú možné pri pozorovaní jediného hnedého trpaslíka.
Pretože ich obežné dráhy sú naklonené okrajom k Zemi, trpaslíci prechádzajú pred sebou a vytvárajú zatmenie. Toto je prvý hnedý trpasličí zákryt, ktorý bol kedy objavený. Dvojica ponúka neobvyklú príležitosť na presné určenie hmotnosti a priemeru trpaslíkov, pričom poskytuje zásadné testy teoretických modelov.
Hnedý trpaslík je málo pochopená stredná trieda nebeského objektu, ktorý je príliš malý na to, aby vydržal reakcie fúzie vodíka, ako sú tie, ktoré poháňajú naše Slnko. Hnedí trpaslíci sú však mnohokrát masívnejšie ako najväčšia planéta Slnečnej sústavy, Jupiter, a preto sú príliš veľké na to, aby boli planétou.
Objav spárovaných hnedých trpaslíkov a kritické merania dnes uvádza vedecký časopis Nature tím astronómov: Jeff Valenti z Inštitútu pre vesmírny teleskop (STScI), Robert Mathieu z University of Wisconsin-Madison a Keivan Stassun. univerzity Vanderbilt.
Jeden trpaslík je 55-krát väčšia hmotnosť Jupitera; druhá je 35-krát vyššia ako Jupiter (s 10-percentnou chybovosťou). Aby boli trpaslíci kvalifikovaní ako hviezda a spaľovali vodík prostredníctvom jadrovej fúzie, museli by byť 80-krát hmotnejší ako Jupiter. Pre porovnanie, slnko je 1 000-krát hmotnejšie ako Jupiter.
Astronómovia sú prekvapení, keď zistia, že masívnejší hnedý trpaslík je chladičom páru, na rozdiel od všetkých predpovedí o hnedých trpaslíkoch rovnakého veku. Vedci tvrdia, že buď títo dvaja nie sú v rovnakom veku a môžu byť zajatí, alebo sú nesprávne teoretické modely.
Hnedý trpaslík sa obieha tak úzko, že pri pohľade zo Zeme vyzerajú ako jediný objekt. Pretože obežná dráha ich dráhy je na okraji, dva objekty pravidelne prechádzajú pred alebo za zatmením. Tieto zatmenia spôsobujú pravidelné poklesy jasu kombinovaného svetla prichádzajúceho z oboch predmetov. Presným načasovaním týchto okultácií boli astronómovia schopní určiť obežnú dráhu týchto dvoch objektov. Na základe týchto informácií astronómovia použili Newtonove zákony pohybu na výpočet hmotnosti dvoch trpaslíkov.
Astronómovia okrem toho vypočítali veľkosť dvoch trpaslíkov zmeraním trvania poklesov v ich svetelnej krivke. Pretože sú tak mladí, trpaslíci sú pre svoju masu pozoruhodne veľké: približne s rovnakým priemerom ako Slnko. Pretože sa pár nachádza v hmle Orion, ktorá je neďalekou hviezdnou škôlkou s hviezdami mladšími ako 10 miliónov rokov.
Analýza svetla prichádzajúceho z trpaslíka naznačuje, že trpaslíci majú načervenalý nádych. Súčasné modely tiež predpovedajú, že hnedí trpaslíci by mali mať „počasie“ - skupiny podobné mrakom a škvrnám podobné tým, ktoré sú viditeľné na Jupitere a Saturne.
Meraním zmien v svetelnom spektre prichádzajúcom z páru astronómovia tiež určovali povrchové teploty trpaslíkov. Teória predpovedá, že masívnejší člen dvojice hnedých trpaslíkov by mal mať vyššiu povrchovú teplotu. Ale našli pravý opak. Ťažší z nich má teplotu 4 310 stupňov Fahrenheita (2 650 stupňov Kelvina) a menší, 4 562 stupňov F (2 790 stupňov K). Tieto hodnoty sa porovnávajú s povrchovou teplotou Slnka 9 900 stupňov F (5 800 stupňov K).
„Jedno možné vysvetlenie je, že tieto dva objekty majú rôzny pôvod a vek,“ hovorí Stassun. Ak je to tak, potom podporuje jeden z výsledkov najnovšieho úsilia o simuláciu procesu tvorby hviezd. Tieto simulácie predpovedajú, že hnedí trpaslíci sa vytvárajú tak blízko seba, že pravdepodobne narušia vzájomnú formáciu.
Nové pozorovania potvrdzujú teoretickú predpoveď, že hnedí trpaslíci začínajú ako predmety veľkosti hviezd, ale starnúce sa zmenšujú a ochladzujú a postupne starnú. Predtým bol jediný hnedý trpaslík, ktorého hmotnosť bola priamo zmeraná, omnoho starší a stmievanejší.
Mnoho astronómov si myslí, že hnedí trpaslíci môžu byť v skutočnosti najbežnejším produktom procesu formovania hviezd. Informácie o hnedých trpaslíkoch tak môžu poskytnúť cenné nové poznatky o dynamických procesoch, ktoré vytvárajú hviezdy z kolabujúcich vírení medzihviezdneho prachu a plynu.
Pretože staré hnedé trpaslíci sú menšie a slabšie ako skutočné hviezdy, len v posledných rokoch umožnili astronómom vylepšenia technológie ďalekohľadu katalogizovať stovky slabých predmetov, o ktorých si myslia, že môžu byť hnedými trpaslíkmi. Ale aby si vybrali hnedých trpaslíkov z iných druhov slabých predmetov, potrebujú spôsob, ako odhadnúť svoje hmotnosti, pretože hmota je predurčená pre hviezdy a objekty podobné hviezdam.
Existencia hnedých trpaslíkov bola prvýkrát navrhnutá v osemdesiatych rokoch, ale až v roku 2000 bol hnedý trpaslík jednoznačne odhalený. Kým hnedí trpaslíci boli hypotetickými objektmi, astronómovia ich odlišovali od planét podľa ich formovania. Hnedé trpaslíky a hviezdy sa formujú rovnakým spôsobom z padajúceho oblaku medzihviezdneho prachu a plynu. Planéty sú postavené z diskov prachu a plynu, ktoré obklopujú formujúce hviezdy. Keď astronómovia objavili prvého kandidáta na hnedého trpaslíka, uvedomili si, že trpaslíci sa dajú veľmi ťažko odlíšiť od planét, najmä ak majú hviezdnych spoločníkov. Rastúca skupina astronómov preto uprednostňuje definovať hnedých trpaslíkov ako objekty medzi 13 až 80-krát hmotnejšími ako Jupiter.
Vedci urobili pozorovania dvoma súbormi ďalekohľadov nachádzajúcich sa v Čílskych Andách, asi 100 kilometrov severne od Santiaga: malým a stredným clonovým výskumným teleskopickým systémom (SMARTS), ktorý prevádzkuje konzorcium vrátane Výskumného ústavu vesmírneho teleskopu a Vanderbiltovej univerzity, a medzinárodné observatórium Gemini, ktoré prevádzkuje Národná vedecká nadácia.
Pôvodný zdroj: Hubble News Release
