Ta zagadka astronomiczna czekała na rozwiązanie 30 lat. Odkryto sekret najsłynniejszego brązowego karła
W 1995 roku astronomowie wyśledzili pierwszego brązowego karła, gwiazdopodobny obiekt astronomiczny. Jednak jego światło było słabsze niż przewidywała teoria. Dlaczego? Dzisiaj naukowcy przedstawili zaskakujące rozwiązanie tej zagadki. Gliese 229B to nie jeden, ale aż dwa brązowe karły, krążące wokół siebie po ciasnej orbicie.
- Tajemniczy brązowy karzeł
- Brązowy karzeł? Nie, to bliźniaki!
- Co wiemy o układzie podwójnym brązowych karłów
Co odróżnia gwiazdę od planety? Nie tyle to, że pierwsza świeci, a druga nie, ile masa każdego z tych obiektów. Jeśli ciało niebieskie ma masę większą niż co najmniej 85 mas Jowisza, mamy do czynienia z gwiazdą. Ciała niebieskie o maksymalnej masie 10 mas Jowisza to planety.
Ten podział już na pierwszy rzut oka wydaje się niekompletny. A co z globami, które są kilkadziesiąt razy cięższe od Jowisza? To planety czy gwiazdy? Naukowcy już od lat 70. poprzedniego wieku podejrzewali, że istnieje cała klasa chłodnych obiektów gwiazdopodobnych, które nie są ani jednym, ani drugim. Nazwali je brązowymi karłami.
Jednak długo była to tylko teoria. Została ona po raz pierwszy udowodniona dopiero w połowie lat 90. Pod koniec 1994 r. odkryto, a w 1995 r. potwierdzono istnienie pierwszego brązowego karła. Obserwacje prowadzone z góry Palomar w Kalifornii wykazały, że w atmosferze tego obiektu o masie około 60–70 mas Jowisza znajduje się metan. To cecha charakterystyczna gazowych olbrzymów takich jak Jowisz, jednak nie gwiazd.
Tajemniczy brązowy karzeł
Wykryty glob został nazwany Gliese 229B. Towarzyszył niedużej gwieździe – czerwonemu karłowi Gliese 229, którą okrążał raz na 250 lat. Cały układ znajduje się niecałe 19 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Zająca (konstelacji nieba południowego).
Pierwszy wykryty brązowy karzeł – albo nieudana gwiazda (ang. failed star), jak czasami nazywa się te obiekty – szybko przykuł uwagę całej rzeszy astronomów. Do dzisiaj powstały o nim setki prac naukowych. Również dlatego, że od samego początku w obserwacyjnych danych o Gliese 229B kryła się sprzeczność. Obiekt był zbyt ciemny jak na swoją masę. Zważywszy na to, że niewiele brakowało mu do najlżejszych gwiazd, powinien świecić znacznie jaśniej niż obserwowano.
Brązowy karzeł? Nie, to bliźniaki!
O rozwiązaniu tej zagadki mówiło się już od kilku lat, jednak dopiero teraz zostało ono przedstawione w renomowanych czasopismach. Naukowcy zrobili to w dwóch artykułach opublikowanych dzisiaj w „Nature” oraz „The Astrophysical Journal Letters”. Wnioski z nich są zbieżne i mocno zaskakujące. Otóż okazało się, że Gliese 229B to nie jeden, lecz aż dwa brązowe karły!
– Gliese 229B był uważany za sztandarowego brązowego karła. Teraz wiemy, że cały czas myliliśmy się co do natury tego obiektu – przyznał Jerry W. Xuan, główny autor pracy z „Nature”. – Aby uniknąć zauważenia przez astronomów aż przez 30 lat, te dwa brązowe karły musiały być bardzo blisko siebie – dodał.
Co wiemy o układzie podwójnym brązowych karłów
Rewolucyjne obserwacje przeprowadzono z pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (ang. Very Large Telescope) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego. Naukowcy użyli dwóch instrumentów – interferometru GRAVITY oraz spektrografu CRIRES+. Pozwoliły one m.in. dokładnie zbadać ruch cząsteczek atmosfery w układzie Gliese 229B. Na tej podstawie wywnioskowano, że na Gliese 229B składają się dwa obiekty krążące wokół siebie.
W sumie obserwacje trwały pięć miesięcy. Pozwoliły ustalić, że na Gliese 229B składają się dwa brązowe karły, Gliese 229Ba i Gliese 229Bb. Waga każdego to ok. 34–38 mas Jowisza. Oba biała niebieskie krążą niezwykle blisko siebie – dystans między nimi jest tylko 16 razy większy niż średnia odległość między Ziemią a Księżycem. Brązowe karły okrążają się nawzajem w ciągu 12 dni.
– Te dwa krążące wokół siebie światy mają w rzeczywistości mniejszy promień niż Jowisz. Gdybyśmy mieli coś takiego w Układzie Słonecznym, wyglądałyby dość dziwnie na naszym nocnym niebie – mówi Rebecca Oppenheimer, astrofizyczka z American Museum of Natural History. Oppenheimer jest współautorką najnowszej pracy o Gliese 229B. Trzydzieści lat temu zaś, jeszcze jako studentka, należała do zespołu, który odkrył ten podwójny układ.
Jak to często bywa w nauce, znalezienie odpowiedzi na jedno pytanie prowadzi do postawienia kolejnych. Naukowcy zastanawiają się teraz, jak mógł powstać taki układ jak Gliese 229B.
Źródła: EurekAlert, Nature.
Nasza autorka
Magdalena Salik
Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com