Znajdź zawartość

Astronomowie odkryli brązowego karła, którego powierzchnia jest znacznie bardziej gorąca niż powierzchnia Słońca. Tymczasem brązowe karły nie są gwiazdami. To obiekty gwiazdopodobne, których masa jest zbyt mała, by mógł w nich zachodzić proces przemiany wodoru w hel. Mają masę co najmniej 13 razy większą od Jowisza. Od olbrzymich planet różnie je to, że są zdolne do fuzji deuteru. Po jakimś czasie proces ten zatrzymuje się. Najgorętsze i najmłodsze brązowe karły osiągają temperaturę ok. 2500 stopni Celsjusza. Później stygną. Temperatura najstarszych i najmniejszych z nich to około -26 stopni. W najnowszym numerze Nature Astronomy naukowcy opisali brązowego karła, którego temperatura powierzchni sięga 7700 stopni Celsjusza. To znacznie więcej, niż 5500 stopni, jaką ma temperatura Słońca. Nic więc dziwnego, że gdy na początku XXI wieku po raz pierwszy zauważono ten obiekt, omyłkowo go sklasyfikowano. Dopiero powtórna analiza danych przeprowadzona przez Na'amę Hallakoun z izraelskiego Instytutu Naukowego Weizmanna i jej zespół pokazały, z czym mamy do czynienia. Nasz brązowy karzeł ma tan olbrzymią temperaturę, gdyż obiega po bardzo ciasnej orbicie białego karła WD 0032-317. To właśnie jego promieniowanie ogrzewa brązowego karła do tak olbrzymich temperatur. Brązowy karzeł znajduje się w obrocie sychronicznym wokół WD 0032-317, co oznacza, że jest cały czas zwrócony w jej kierunku tylko jedną stroną. To zaś powoduje olbrzymie różnice temperatur. Strona nocna brązowego karła jest aż o 6000 stopni Celsjusza chłodniejsza niż strona dzienna. Gdy układ ten po raz pierwszy zaobserwowano przed dwoma dziesięcioleciami, sądzono, że jest to układ podwójny dwóch białych karłów. Jednak gdy Hallakoun i jej zespół przyjrzeli się danym, zauważyli coś, co kazało im ponownie przyjrzeć się temu układowi. Mogli obserwować go rejestrując linie emisji pochodzące z dziennej strony brązowego karła. Dane były tak zaskakujące, że początkowo naukowcy sądzili, że nieprawidłowo je opracowali. Później zauważyli, że tak naprawdę obserwują układ składający się z białego karła, wokół którego krąży brązowy karzeł. Uczeni, którzy przed 20 laty zaobserwowali ten system, nie zauważyli tego, gdyż obserwowali nocną stronę brązowego karła. Autorzy odkrycia mówią, że przyda się ono do badania ultragorących Jowiszów, czyli olbrzymich planet krążących blisko swojej gwiazdy. Znalezienie takich planet nastręcza na tyle dużo trudności, że obecnie znamy pojedyncze planety tego typu. Dlatego też astronomowie nie od dzisiaj myślą o wykorzystaniu brązowych karłów krążących blisko gwiazd w roli modelu do badań ultragorących Jowiszów. Brązowe karły łatwiej jest obserwować. Układ WD 0032-317 rzuci też światło na ewolucję gwiazd. Na podstawie obecnie obowiązujących modeli naukowcy stwierdzili, że brązowy karzeł ma kilka miliardów lat. Z kolei niezwykle wysoka temperatura białego karła WD 0032-317 wskazuje, że istnieje on zaledwie od około miliona lat. Co więcej, ma on masę zaledwie 0,4 mas Słońca. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, biały karzeł o tak małej masie nie może istnieć. Ewolucja gwiazdy do takiego stanu musiałaby bowiem trwać dłużej, niż istnieje wszechświat. Dlatego naukowcy sądzą, że brązowy karzeł przyspieszył ewolucję towarzyszącej mu gwiazdy. Hallakoun i jej zespół uważają, że przez pewien czas oba obiekty znajdowały się we wspólnej otoczce gazowej. Pojawiła się ona, gdy gwiazda macierzysta zmieniła się w czerwonego olbrzyma i pochłonęła brązowego karła. Z czasem wspólna otoczka została usunięta, w czym swój udział miał brązowy karzeł, co doprowadziło do szybszego pojawienia się białego karła. « powrót do artykułu

Naukowcy z Western University odkryli trzy najszybciej obracające się brązowe karły, obiekty zwane czasem nieudanymi gwiazdami. To masywne obiekty znajdujące się pomiędzy planetami a gwiazdami. Są bardziej masywne niż planety, ale zbyt mało masywne by mogły zachodzić w nich przemiany wodoru w hel. Teraz Megan Tannock i Stanimir Metchey informują o zidentyfikowaniu brązowych karłów, które obracają się blisko limitu prędkości, powyżej którego mogą zostać rozerwane. Odkryte przez Kanadyjczyków obiekty mają średnicę podobną do Jowisza, ale są od niego od 40 do 70 razy bardziej masywne. Każdy z nich wykonuje pełny obrót w ciągu zaledwie godziny. Dotychczas najszybszy znany brązowy karzeł obracał się w ciągu 1,4 godziny. Jowiszowi zaś pełen obrót zajmuje 10 godzin. Z dokonanych obliczeń wynika, że prędkość obrotowa wspomnianych karłów wynosi aż 100 km/s czyli 360 000 km/h. Dla porównania, Jowisz obraca się z prędkością 12,6 km/s (45 360 km/h). Wydaje się, że dotarliśmy do granicy prędkości obrotowej brązowych karłów, mówi Tannock. Pomimo intensywnych poszukiwań naukowcom nie udało się dotychczas znaleźć szybciej obracających się brązowych karłów. Szybszy obrót mógłby spowodować ich rozerwanie. Wspomniane brązowe karły zostały odkryte przez teleskop 2MASS, który działał do 2001 roku. Kanadyjczycy dokonali pomiarów prędkości karłów wykorzystując dane z Teleskopu Kosmicznego Spitzera (zakończył on swoją misję w styczniu 2020), a następnie potwierdzli je za pomocą naziemnych Gemini North i Magellan. Brązowe karły, podobnie jak gwiazdy i planety, obracają się wokół własnej osi. W miarę jak stygną i się kurczą, obracają się coraz szybciej. Dotychczas udało się zmierzyć prędkość obrotową około 80 tego typu obiektów. Są wśród nich takie, które wykonują pełny obrót poniżej 2 godzin, jak i takie, które potrzebują na to kilkudziesięciu godzin. Przy takiej różnorodności tempa obrotu naukowców zdziwił fakt, że trafili na trzy obiekty obracają się niemal z tą samą prędkością około 1 obrotu na godzinę. Właściwości tej nie można w tej chwili łączyć ze wspólnymi znanymi cechami fizycznymi. Jeden z karłów jest gorący, drugi zimy, a temperatura trzeciego mieści się pomiędzy tymi dwoma. Różnica temperatur wskazuje zaś, że są w różnym wieku. Uczeni nie wykluczają, że to przypadkowa zbieżność. Karły niemal osiągnęły maksymalną prędkość obrotu. Jeśli ją przekroczą, zostaną rozerwane przez siły odśrodkowe. Specjaliści uważają, że brązowe karły składają się głównie z wodoru i helu. Są też znacznie bardziej gęste niż olbrzymie planety. Wodór w jądrach brązowych karłów jest poddany tak wysokiemu ciśnieniu, że zachowuje się jak metal. Występują w nim swobodne elektrony. Zmieniają one sposób dystrybucji ciepła we wnętrzu karła, a wraz z bardzo szybkim obrotem może to wpływać na rozkład w nim masy. Stan wodoru czy jakiegokolwiek innego gazu poddanego tak wielkim ciśnieniom to dla nas zagadka. Nawet w najbardziej zaawansowanych laboratoriach trudno jest uzyskać taki stan materii, stwierdza Metchev. Obecne modele mówią, że maksymalna prędkość obrotowa brązowego karła to 50 do 80 procent szybciej niż 1 obrót na godzinę. Być może jednak modele te nie oddają całego obrazu. Może istnieć nieznanym nam czynnik, który powoduje, że brązowe karły nie mogą obracać się szybciej niż te, które zaobserwowaliśmy, dodaje Metchev. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy udało się zmierzyć prędkość wiatrów wiejących na powierzchni brązowego karła. Dokonali tego astronomowie, którzy wykorzystali Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) oraz Teleskop Kosmiczny Spitzera. Opierając się na tym, co wiemy o wielkich planetach, takich jak Jowisz czy Saturn, naukowcy pod kierunkiem Katelyn Allers z Bucknell University zdali sobie sprawę z faktu, że prawdopodobnie uda się zmierzyć prędkość wiatru na powierzchni brązowego karła, wykorzystując w tym celu VLA i Spitzera. Gdy doszliśmy do takiego wniosku, zdziwiliśmy się, że nikt dotychczas nie przeprowadził takich badań, mówi Allers. Naukowcy wzięli na cel brązowego karła 2MASS J10475385+2124234. Ma on średnicę mniej więcej Jowisza, ale jest 40-krotnie bardziej masywny. Obiekt znajduje się w odległości około 34 lat świetlnych od Ziemi. Zauważyliśmy, że okres obrotowy Jowisza obserwowany za pomocą radioteleskopów jest inny niż okres obrotowy obserwowany w świetle widzialnym i w podczerwieni, mówi Allers. Jak wyjaśnia uczona, dzieje się tak, gdyż fale radiowe wchodzą w interakcje z polem magnetycznym planety, natomiast emisja w podczerwieni pochodzi z górnych warstw atmosfery. Wnętrze planety, jej źródło pola magnetycznego, obraca się wolniej niż atmosfera. A różnica wynika z prędkości wiatrów. Stwierdziliśmy, że takie samo zjawisko powinniśmy zaobserwować w przypadku brązowych karłów. Postanowiliśmy więc przyjrzeć się okresowi obrotowemu czerwonego karła zarówno za pomocą radioteleskopu, jak i w podczerwieni, powiedziała Johanna Vos z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej. Obserwacje rzeczywiście wykazały, że atmosfera brązowego karła obrana się szybciej niż jego wnętrze. A różnica jest znacznie większa, niż w przypadku Jowisza. O ile bowiem prędkość wiatru wiejącego na Jowiszu wynosi około 370 km/h, to dla brązowego karła obliczono ją na około 2300 km/h. Obliczenia te zgodne są z teorią i symulacjami, przewidującymi wyższe prędkości wiatru na brązowych karłach, mówi Allers. Technika wykorzystana przez zespół Allers może zostać użyta do badania prędkości wiatrów na planetach pozasłonecznych. « powrót do artykułu

Dzięki Teleskopowi Keplera udało się zaobserwować dwa potężne rozbłyski na brązowym karle CFHT-BD-Tau 4. Po ich analizie okazało się, że to najpotężniejsze znane rozbłyski z brązowych karłów. Rozbłyski zauważono podczas Kampanii 13, która miała miejsce pomiędzy 8 marca a 27 maja ubiegłego roku. Kepler obserwował wówczas m.in. region formowania się gwiazd Byk-Woźnica. Tam właśnie zauważono rozbłyski z CFHT-BD-Tau 4. To młody, liczący sobie zaledwie milion lat, brązowy karzeł należący do typu widmowego M7. Gwiazda znajduje się w odległości około 480 lat świetlnych od Ziemi, jej średnica to 0,65 średnicy Słońca, a masa wynosi 0,064 masy naszej gwiazdy. Temperatura na powierzchni brązowego karła sięga 2900 kelwinów (2626 stopni Celsjusza). "Przedstawiliśmy pomiary fotometryczne dwóch rozbłysków zaobserwowanych na bardzo młodym brązowym karle CFHT-BD-Tau 4", czytamy w publikacji autorów badań. Informują oni, że silniejszy z rozbłysków, który trwał niemal dwa dni, był 48-krotnie jaśniejszy od powierzchni gwiazdy, a jego całkowita energia wyniosła 190 undecylionów (10^66) ergów. Słabszy z rozbłysków, trwający zaledwie 10 godzin, miał całkowitą energię dochodzącą do 4,7 undecylionów ergów. Autorzy badań sądzą, że analiza rozbłysków CFHT-BD-Tau 4 może pomóc w wyjaśnieniu tworzenia się chondr oraz inkluzji wapniowo-aluminiowych. Obecnie wyjaśnienie ich powstawania jest niemożliwe na gruncie termodynamicznej równowagi gwiazd znajdujących się jeszcze przed ciągiem głównym a dyskami wokół nich. « powrót do artykułu

W odległości 75 lat świetlnych od Ziemi odkryto gwiazdę, której powierzchnia ma temperaturę... świeżo zaparzonej herbaty. Brązowy karzeł CFBDSIR 1458+10b to najchłodniejsza znana gwiazda. Temperatura jej powierzchni wynosi zaledwie 97 stopni Celsjusza. W ciągu ostatnich lat powoli znajdowaliśmy coraz chłodniejsze gwiazdy. Jednak ostatnie odkrycie to wielki skok naprzód. Temperatura poprzedniego rekordzisty wynosiła 150 stopni Celsjusza - mówi Michael Liu, astronom z University of Hawaii, którego zespół odkrył zimnego brązowego karła. CFBDSIR 1458+10b ma masę od 6 do 15 razy większą od Jowisza i jest mniejszą z dwóch gwiazd podwójnego systemu. Zauważono ją dzięki wykorzystaniu instrumentów Keck Observatory oraz Canada-France-Hawaii Telescope. Jak zauważa Liu, gwiazda jest znacznie chłodniejsza od wielu znanych nam planet, a jej temperatura pozwoliłaby na istnienie wody w stanie płynnym i atmosfery. Najbardziej ekscytującym aspektem naszego odkrycia jest możliwość znalezienia klasy obiektów, które zamazują granicę pomiędzy gigantycznymi gazowymi egzoplanetami a brązowymi karłami. To może być spora niespodzianka dla astronomii - mówi Liu. Wszystko jednak wskazuje na to, że CFBDSIR 1458+10b nie utrzyma długo swojego rekordu. Naukowcy z NASA próbują właśnie potwierdzić wyniki uzyskane za pomocą teleskopu Spitzera, które wskazują, iż odnaleziono brązowego karła, na którego powierzchni panuje temperatura zaledwie 30 stopni Celsjusza.

Jak informuje Królewskie Towarzystwo Astronomiczne chilijsko-brytyjski zespół astronomów znalazł "kamień z Rosetty" zimnych brązowych karłów (gwiazdy karłowate typu T). Uczeni pracujący pod kierunkiem Avrila Day-Jonesa z Universidad de Chile trafił na wyjątkowy układ gwiazd składający się z bardzo zimnego bogatego w metan brązowego karła oraz białego karła. Odkrycie to jest pierwszą wiarygodną wskazówką pozwalającą szacować wiek i masę brązowego karła. Gwiazdy wchodzące w skład układu mają niewielką masę i słabo na siebie oddziałują. Dzieli je odległość około 1/4 roku świetlnego. Metanowe karły są rozmiarów Jowisza, a temperatura ich powierzchni jest niższa niż 1000 stopni Celsjusza. Są one zbyt zimne, by doszło w nich do fuzji, wskutek czego ciągle się ochładzają i z czasem zanikają. Przeciwieństwem ich są białe karły czyli gwiazdy, które się wypaliły i pozostało z nich stygnące jądro. Odkrytemu właśnie układowi gwiazd nie towarzyszy mgławica planetarna, która powstaje wskutek oddzielenia się zewnętrznych warstw gwiazdy. Naukowcy mówią, że towarzystwo białego karła pozwoli na zbadanie wieku całego układu i będzie zasadniczym elementem, dzięki któremu dowiemy się więcej o fizyce bardzo zimnych gwiazd. Uczeni najpierw odkryli brązowego karłą i oznaczyli go jako LSPM 1457+0857. Obserwując go zauważyli, iż towarzyszy mu niebieski obiekt. Bliższe badania wykazały, że jest to biały karzeł. Gwiazdy oznaczono zatem jako LSPM 1459+0857 A i B. W przeszłości, jeszcze przed powstaniem białego karła, odległość pomiędzy obiema gwiazdami była mniejsza niż obecnie. Gdy jedna z nich stała się białym karłem, utrata przez nią masy zmniejszyła oddziaływanie grawitacyjne pomiędzy gwiazdami, zwiększając odległość pomiędzy nimi. Jednak wiek białego karła wskazuje, że takie systemy mogą przetrwać całe miliardy lat. Podwójne systemy podobne do tego dostarczają nam niezwykle ważnych informacji i pozwalają lepiej zrozumieć atmosferę i masę lekkich bardzo zimnych karłów oraz pobliskich planet. Fakt, że takie systemy mogą przetrwać miliardy lat daje nadzieję, iż w przyszłości znajdziemy ich więcej - mówi doktor Pinfield z University of Hertfordshire.

W Adler Planetarium w Chicago zawisło największe na świecie zdjęcie Drogi Mlecznej. Obraz o wymiarach 37 metrów długości i 1 metr wysokości, który w centrum wybrzusza się jak nasza galaktyka, osiągając wysokość 2 metrów, powstał dzięki pracy specjalistów z NASA. Złożyło się nań 800 000 zdjęć wykonanych przez Teleskop Spitzera. Jego rozdzielczość to 2,5 miliarda pikseli. Obraz pokrywa obszar Galaktyki, który możemy zakreślić z Ziemi wybierając jako odnośniki długość palca wskazującego (wysokość obrazu) i rozłożone ramiona (długość). To najbardziej dokładne i największe zdjęcie Drogi Mlecznej wykonane w podczerwieni - mówi Sean Carey ze Spitzer Science Center. NASA już jednak przygotowuje się do stworzenia jeszcze bardziej dokładnych obrazów nieba. Za tydzień, 11 grudnia, z bazy Vandenberg zostanie wystrzelony teleskop WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), który w ciągu półtora roku wykona w podczerwieni zdjęcia całego nieba. Znajdą się na nich setki milionów obiektów, w tym wiele takich, których nigdy wcześniej ludzie nie oglądali - od najzimniejszych gwiazd, po bliskie Ziemi, a mimo to niewidoczne ciemne komety czy asteroidy. Uczeni przypuszczają, że WISE odkryje setki tego typu obiektów, a kolejne setki tysięcy w naszym systemie słonecznym. Astronomowie mają również nadzieję, że WISE znajdzie około 1000 brązowych karłów, czyli niewielkich gwiazd wielkości Jowisza, które mają zbyt małą masę, by świecić. Niewykluczone, że jakiś brązowy karzeł znajduje się bliżej Ziemi niż Proxima Centauri. Jeśli tak, to będzie on najbliższą nam - oczywiście poza Słońcem - gwiazdą.