Naukowcy odkryli niezwykły układ poczwórny gwiazd, który może pomóc w rozwiązaniu zagadki tajemniczych brązowych karłów – obiektów na pograniczu planet i gwiazd.
Naukowcy dokonali niezwykłego odkrycia! Osiemdziesiąt dwa lata świetlne od Ziemi, w konstelacji Pompy, znajduje się rzadki układ poczwórny. Składa się on z dwóch czerwonych karłów, wokół których krążą dwa brązowe karły – obiekty na pograniczu planet i gwiazd. Są zbyt masywne, by być planetami, ale za małe, by rozpocząć fuzję jądrową i stać się pełnoprawnymi gwiazdami.
To przełomowe odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), pozwoliło zidentyfikować ten hierarchiczny układ, nazwany UPM J1040-3551 AabBab. Międzynarodowy zespół badawczy pod kierownictwem profesora Zenghua Zhanga z Uniwersytetu Nankińskiego wykorzystał dane z sondy Gaia i teleskopu Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), a także szczegółowe obserwacje spektroskopowe.
Układ jest hierarchiczny, co oznacza, że mniejsze pary krążą wokół siebie niezależnie przez dziesięciolecia, a jednocześnie wokół wspólnego środka masy przez ponad 100 000 lat. Taka struktura zapewnia mu stabilność na bardzo długi czas.
Jaśniejsza para, UPM J1040-3551 Aab, to dwa czerwone karły o niemal równej masie, świecące na pomarańczowo. Są one około 100 000 razy słabsze od Gwiazdy Polarnej. Czerwone karły są tak słabe, że nawet nasza najbliższa sąsiadka, Proxima Centauri, nie jest widoczna nieuzbrojonym okiem.
Słabsza para, UPM J1040-3551 Bab, to dwa znacznie chłodniejsze brązowe karły typu T. Praktycznie nie emitują światła widzialnego i są około 1000 razy słabsze niż para Aab w bliskiej podczerwieni, gdzie najłatwiej je wykryć. Ich rozmiary są zbliżone do Jowisza, ale są od niego 10-30 razy masywniejsze.
Dr Felipe Navarete z brazylijskiego Narodowego Laboratorium Astrofizyki przeprowadził kluczowe obserwacje, które pozwoliły scharakteryzować składniki układu. Analiza wykazała, że czerwone karły mają temperaturę około 3200 kelwinów i masę około 17% masy Słońca. Brązowe karły są znacznie chłodniejsze – odpowiednio 820 i 690 kelwinów.
To pierwszy odkryty kiedykolwiek układ poczwórny, w którym para brązowych karłów typu T krąży wokół dwóch gwiazd – powiedziała dr MariCruz Gálvez-Ortiz z Centrum Astrobiologii w Hiszpanii. Odkrycie to stwarza wyjątkowe kosmiczne laboratorium do badania tych tajemniczych obiektów.
Brązowe karły chłodzą się przez całe swoje życie, co utrudnia określenie ich wieku i masy. Ten problem, znany jako problem degeneracji wieku i masy, można rozwiązać, badając brązowe karły z towarzyszami gwiazdowymi, których wiek można ustalić niezależnie. Układ UPM J1040-3551 jest tu szczególnie cenny, ponieważ jego wiek szacuje się na 300 milionów do 2 miliardów lat.
Zespół badawczy ma nadzieję, że w przyszłości uda się rozdzielić parę brązowych karłów za pomocą technik obrazowania o wysokiej rozdzielczości, co pozwoli na precyzyjne pomiary ich ruchu orbitalnego i mas.
Ten układ oferuje podwójną korzyść dla nauki o brązowych karłach – powiedział profesor Adam Burgasser z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Może on służyć jako punkt odniesienia dla wieku, służący kalibracji modeli atmosfer niskotemperaturowych, a także jako punkt odniesienia dla masy, służący do testowania modeli ewolucyjnych.
Odkrycie układu UPM J1040-3551 to znaczący krok w zrozumieniu tych fascynujących obiektów i różnorodności sposobów powstawania układów gwiazdowych w naszym kosmicznym sąsiedztwie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło: Royal Astronomical Society
Na ilustracji: Wizja artystyczna układu UPM J1040−3551 na tle Drogi Mlecznej, obserwowanego przez Gaia. Po lewej stronie UPM J1040−3551 Aa i Ab widoczne są jako odległe jasne pomarańczowe punkty, a wstawka pokazuje te dwie gwiazdy typu M na orbicie. Po prawej stronie, na pierwszym planie, para zimnych brązowych karłów – UPM J1040−3551 Ba i Bb – orbituje wokół siebie przez dziesiątki lat, jednocześnie okrążając UPM J1040−3551 Aab po rozległej orbicie, której pokonanie zajmuje ponad 100 000 lat. Źródło: Jiaxin Zhong/Zenghua Zhang
