Wizja artystyczna odległego układu gwiazdowego. Tło jest prawie czarne, usiane drobnymi, białymi punktami – gwiazdami, które tworzą delikatny pas Drogi Mlecznej przecinający obraz po skosie. Po prawej stronie dominuje ogromny, kulisty obiekt gazowy, zajmujący prawie połowę kadru. Ma intensywnie różowo‑czerwony kolor, a jego atmosfera przypomina wirujące chmury: widać szerokie pasma, smugi i zawirowania w odcieniach barw: czerwonej, różowej i pomarańczowej, jak rozlane farby na obracającej się kuli. To brązowy karzeł – obiekt pośredni między gwiazdą a planetą. Bliżej środka, nieco na lewo od dużego obiektu, znajduje się mniejsza kula: wygląda jak stosunkowo niewielka planeta lub księżyc. Ma bardziej stonowane barwy – mieszankę różu, brązu i szarości – oraz delikatnie zarysowane pasy na powierzchni, co sugeruje gazowy lub częściowo chmurowy charakter. W lewym górnym rogu widoczna jest jasna, pomarańczowa gwiazda o miękkiej poświacie, z wyraźnymi promieniami światła rozchodzącymi się na boki. Jest stosunkowo mała, ale wyróżnia się jasnością na tle czarnego nieba. Cała scena pokazuje hierarchiczny układ: daleką gwiazdę, wokół niej brązowego karła na pierwszym planie i jego masywny „księżyc” krążący pomiędzy nimi.

Egzoksiężyc przy brązowym karle – osobliwy układ CD‑35 2722

Przez /

Egzoksiężyc przy brązowym karle – osobliwy układ CD‑35 2722

Nowy rodzaj księżyca

Astronomowie korzystający z Bardzo Dużego Teleskopu ESO (VLT) ogłosili pierwszą wiarygodną detekcję obiektu typu księżyca poza Układem Słonecznym – ale nie krąży on wokół planety, tylko wokół brązowego karła.
Ten masywny satelita w systemie CD‑35 2722 jest co najmniej tak masywny jak Jowisz, a jego centralnym obiektem nie jest gwiazda, lecz brązowy karzeł o ponad 30 masach Jowisza, sam krążący wokół gwiazdy o połowie masy Słońca.
Badacze proponują dla tego ciała nazwę egzosatelita – to naturalny satelita o masie planetarnej, który wymyka się prostym kategoriom znanym z naszego Układu Słonecznego.

Wizja artystyczna układu CD-35 2722 z obiektem przypominającym księżyc.
Źródło: ESO/M. Kornmesser

Układ CD‑35 2722 w konstelacji Gołębia

Gwiazda CD‑35 2722 to młody czerwony karzeł typu M1, oddalony o około 73 lata świetlne w kierunku konstelacji Gołębia. Jest mniej więcej dwukrotnie lżejsza od Słońca.
Już wcześniej odkryto, że wokół tej gwiazdy krąży brązowy karzeł CD‑35 2722 B, o szacowanej masie około 30 mas Jowisza i w odległości rzędu 67 jednostek astronomicznych – daleko poza orbitą Neptuna, gdyby przenieść ten układ do naszego podwórka.
Nowe obserwacje pokazują, że sam brązowy karzeł ma swoją planetarną towarzyszkę: masywny gazowy obiekt o masie co najmniej Jowisza, który nie krąży bezpośrednio wokół gwiazdy, lecz wokół brązowego karła, tworząc hierarchiczny układ gwiazda–brązowy karzeł–egzoksiężyc.

Jak odnaleziono egzoksiężyc

Zespół kierowany przez Kevina Hoya użył instrumentu CRIRES+ na VLT, spektrografu wysokiej rozdzielczości działającego w podczerwieni.
Zastosowano metodę prędkości radialnych: zamiast bezpośrednio fotografować satelitę, astronomowie mierzą drobne kołysanie się brązowego karła wywołane grawitacyjnym przyciąganiem orbitującego ciała – podobnie jak wykrywa się wiele egzoplanet wokół gwiazd.
Analiza serii widm pokazała okresowy sygnał odpowiadający satelicie o minimalnej masie około 0,74 masy Jowisza i okresie orbity około 169 dni, a najlepszy model sugeruje dodatkowo bliższego, lżejszego satelitę o około 0,28 masy Jowisza i okresie 87 dni, choć ten drugi jest na razie mniej pewny.

Dlaczego trudno nazwać ten obiekt księżycem

W Układzie Słonecznym rozróżnienie jest proste: gwiazda, planety, ich stosunkowo lekkie księżyce – nikt nie myli Io z Jowiszem.
W CD‑35 2722 proporcje są inne: gwiazda ma około połowę masy Słońca, brązowy karzeł ponad 30 mas Jowisza, a nowy obiekt – masę planetarną porównywalną z Jowiszem, lecz jego gospodarzem jest obiekt podgwiazdowy, a nie gwiazda.
Dlatego zespół mówi o egzosatelicie – naturalnym satelicie poza Układem Słonecznym – który jest planetą z punktu widzenia masy, ale funkcjonuje jak „księżyc” w wielopoziomowym układzie, zaciera granicę między klasycznymi etykietami planeta i księżyc.

Co nam to mówi o powstawaniu planet i księżyców

Satelity (księżyce) są kluczem do historii układów planetarnych: ich masy, skład chemiczny i orbity zdradzają, jak i gdzie powstawały duże ciała, jak migrowały i jak oddziaływały ze swoim otoczeniem.
Układ, w którym brązowy karzeł prawdopodobnie powstał w zewnętrznej części dysku protoplanetarnego, a następnie zabrał ze sobą własny zestaw masywnych satelitów w rezonansie 2:1, jest ważnym testem scenariuszy formowania się planet i brązowych karłów – przypomina w pewnym sensie miniaturowy układ gwiazda–planety–księżyce.
Jeśli obecność tak dużych egzoksiężyców okaże się typowa, może to oznaczać, że w wielu układach istnieją liczne światy drugiego rzędu, które także mogą mieć swoje atmosfery, oceany i długie historie ewolucji.

ELT i przyszłe polowanie na egzoksiężyce

Dzisiejsze detekcje są możliwe dzięki czułości VLT, ale nadal dotyczą obiektów o masach zbliżonych do Jowisza.
ESO buduje obecnie Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT) z lustrem o średnicy 39 metrów, który pozwoli szukać dużo mniejszych egzoksiężyców i dokładniej badać atmosfery oraz dynamikę takich systemów jak CD‑35 2722.
Wraz z ELT i innymi wielkimi obserwatoriami możemy spodziewać się przejścia od pojedynczych, egzotycznych przypadków do statystycznych badań populacji egzoksiężyców – być może także takich, które krążą wokół planet w ekosferach.

Źródła

Główne źródło:

Źródła kontekstowe:

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Powiązane wpisy

Przewijanie do góry