Brązowe karły mogły zyskać niefortunny przydomek „nieudane gwiazdy”, ale nowe badania sugerują, że mogą się zderzać i łączyć, co daje drugą szansę na sukces.
Brązowe karły to obiekty kosmiczne o masie od 13 do 80 mas Jupiterco czyni je około 0,013 do 0,08 razy masywniejsze niż słoneczny. Uważa się, że „nie powiodło się”, ponieważ pomimo normalnego formowania gwiazdy — kiedy rozległe, zbyt gęste plamy materii zapadają się w międzygwiazdowe obłoki gazu i pyłu, nie gromadzą z tych obłoków wystarczającej masy, aby wywołać fuzję jądrową wodoru z helem w ich rdzeniach, czyli proces definiujący gwiazdę „ciągu głównego”, taką jak Słońce.
Kontynuacja artykułu poniżej
„Nieudane gwiazdy dostają drugą szansę” – lider zespołu Samuel Whitebook z California Institute of Technology (Caltech) – napisano w oświadczeniu. „Brązowe karły nie mają wewnętrznych silników jak gwiazdy, ale ten wynik pokazuje, że mogą wykazywać bardzo interesującą fizykę dynamiczną”.
Odkrycia zespołu są niezwykłe, ponieważ chociaż podobny transfer masy obserwowano już wcześniej w obiektach podwójnych, miał on miejsce pomiędzy ciałami gwiazdowymi o znacznie większych masach.
„To bardzo egzotyczne obiekty” – powiedział członek zespołu Tom Prince z Caltech. „Powiedzieliśmy o nich kilku naszym kolegom, ale oni nie wierzyli, że coś takiego istnieje”.
Para brązowych karłów będąca sercem tego odkrycia, znaleziona w Archiwum Zmienności ZTF, oznaczona jest jako ZTF J1239+8347 (ZTF J1239) i znajduje się w odległości około 1000 lat świetlnych od nas w konstelacji Wielka Niedźwiedzica. Dwa brązowe karły, oba od 60 do 80 razy masywniejsze od Jowisza, krążą wokół siebie tak ciasno, że cały układ ZTF J1239 zmieściłby się pomiędzy Ziemią a księżyc.
Naukowcy nie są pewni, w jaki sposób te brązowe karły początkowo okrążyły się nawzajem, ale podejrzewają, że uszkodzone gwiazdy zostały wyciągnięte z oddzielnych układów i złączone razem pod wpływem grawitacji innej gwiazdy. Okrążając się nawzajem, brązowe karły stopniowo krążyłyby po spirali coraz bliżej siebie, a wpływ grawitacyjny jednego brązowego karła powodował, że jego odpowiednik puchnął i stał się mniej gęsty.
„Kiedy grawitacja jednej gwiazdy zostaje pokonana przez grawitację drugiej, materia zaczyna przepływać od gwiazdy mniej gęstej do gwiazdy gęstszej” – mówi Whitebook. „To tak, jakby materia wypłukiwała się przez dyszę”.
Ta „dysza” rozpyla materię z puszystego brązowego karła w jedno miejsce na jego gęstszym towarzyszu. Obszar ten jest podgrzewany i zaczyna jasno świecić. Ponieważ ta jasna plama obraca się wraz ze swoim macierzystym brązowym karłem, generuje ona znaczącą zmianę jasności układu co 57 sekund. To właśnie ten sygnał jako pierwszy wyróżnił ten system spośród 2 miliardów obiektów Archiwum Zmienności ZTF.
Jest to pierwszy proces transferu masy zaobserwowany w parze brązowych karłów, ale zespół uważa, że takich par brązowych karłów może być znacznie więcej i tylko czeka na odkrycie.
„Oczekujemy, że Obserwatorium Very Rubin [a major ground-based observatory in Chile] wykryć jeszcze dziesiątki takich obiektów” – podsumował Whitebook. „Chcemy znaleźć więcej, aby zrozumieć populację i jej powszechność. Przewidujemy, że zdarza się to częściej, niż myślisz.”
Wyniki badań zespołu opublikowano w środę (18 marca) w Listy z dziennika astrofizycznego .
