Kiedy gwiazda nie jest już gwiazdą?

Linia oddzielająca gwiazdy od brązowych karłów wkrótce może być wyraźniejsza dzięki nowym badaniom prowadzonym przez Serge Dietericha z Carnegie Institution for Science. Opublikowane przez The Astrophysical Journal wyniki badań jego zespołu pokazują, że brązowe karły mogą być bardziej masywne, niż wcześniej sądzono.

Aby świecić, gwiazdy potrzebują energii pochodzącej z łączenia się atomów wodoru głęboko w ich wnętrzach. Jeżeli jest ona zbyt mała, nie dojdzie do procesu fuzji, więc obiekt stanie się chłodniejszy i ciemniejszy, zmieniając się w coś, co astronomowie nazywają brązowym karłem.

Wielu naukowców próbuje określić masę, temperaturę oraz jasność obiektów po obu stronach tego podziału.

Poznanie granicy, która oddziela gwiazdy od brązowych karłów pomoże astronomom lepiej zrozumieć to, w jaki sposób się formują i ewoluują oraz czy potencjalnie mogą w przyszłości posiadać planety zdolne do zamieszkania.

Najnowsze modele teoretyczne przewidują, że granica dzieląca brązowe karły od gwiazd pojawia się w obiektach o masie pomiędzy 70 a 73 masy Jowisza, czyli około 7% masy Słońca. Jednak wyniki zespołu Dietericha kwestionują tę prognozę.

Zespół zaobserwował dwa brązowe karły, które nazwano Epsilon Indi B i Epsilon Indi C, będące częścią układu obejmującego także gwiazdę średniej jasności – Epsilon Indi A. Dwa brązowe karły są zbyt słabe, aby być gwiazdami, ale zgodnie z ustaleniami naukowców ich masy stanowią odpowiednio 75 i 70 mas Jowisza.

Astronomowie prowadzili te pomiary, wykorzystując dane z dwóch długoterminowych badań – Carnegie Astrometric Planet Search w Carnegie Las Campanas Observatory oraz Cerro Tololo Inter-American Observatory Parallax Investigation prowadzone przez Research Consortium of Nearby Stars – które pozwoliły im wykryć drobne ruchy dwóch brązowych karłów na tle odległych gwiazd.

Ku zaskoczeniu zespołu, ich odkrycia wprowadzają  Epsilon Indi B i Epsilon Indi C do strefy gwiazd, chociaż z innych obserwacji wiemy, że nimi nie są.

„Podsumowując, nasze wyniki oznaczają, że istniejące modele muszą zostać zmienione. Pokazaliśmy, że najcięższe brązowe karły i najlżejsze gwiazdy mogą nieznacznie różnić się między sobą masą. Jednak mimo to są przeznaczone do różnych żyć” – podsumowuje Dieterich.

Ulepszona definicja linii podziału między gwiazdami i brązowymi karłami może również pomóc astronomom określić, ile z nich istnieje w naszej Galaktyce. 

Astronomów interesuje, czy gwiazdy i brązowe karły zawsze istnieją w tych samych proporcjach w regionach gwiazdotwórczych, co może im pomóc w zrozumieniu ogólnego stanu życia w Galaktyce.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
When Is A Star Not A Star?

Źródło: Carnegie Institution for Science

Na zdjęciu: Wizja artystyczna układu Epsilon Indi. Dwa brązowe karły krążą wokół wspólnego środka masy, który krąży wokół znacznie bardziej odległego składnika głównego, gwiazdy podobnej do Słońca. Źródło: Roberto Molar Candanosa i Sergio Dieterich, dzięki uprzejmości Carnegie Institution for Science.