Jsou hnědí trpaslíci nepodařené hvězdy nebo super-planety?

Hnědí trpaslíci zaplňují „mezeru“ mezi hvězdami a mnohem menšími planetami, což jsou dva velmi odlišné typy astronomických objektů. Ale jak vznikají, není zatím zcela vysvětleno. Astronomové z univerzity v Heidelbergu možná nyní budou schopni odpovědět na tuto otázku. Zjistili, že kolem hvězdy v souhvězdí Hadonoše obíhají dva hnědí trpaslíci, kteří se nejspíše zformovali společně s hvězdami uvnitř plynného prachového disku – tedy stejným způsobem jako planety. Článek byl publikován v časopise Astronomy & Astrophysics.

Hnědí trpaslíci obíhají buď kolem hvězdy nebo se potulují osamoceně v rozlehlém prostoru Mléčné dráhy. Jejich hmotnost – jsou přinejmenším 13× hmotnější než planeta Jupiter – je dostatečná, alespoň dočasně, ke generování energie ve svém jádru prostřednictvím probíhající jaderné fúze. Jejich hmotnost je maximálně do 80 Jupiterů. Nejsou však dostatečně hmotní k zažehnutí vodíku ve svém jádru a tudíž k produkci vlastního záření. Postupně po svém vzniku vyzařují teplo, na jehož základě jsou astronomové schopni je lokalizovat. Odhaduje se, že v naší Galaxii se nachází více než 100 miliard hnědých trpaslíků. Doposud zůstává tajemstvím, jak ve skutečnosti vznikají – zda se jedná o „nepodařené“ hvězdy či snad dokonce o super-planety.

TIP:   Mezinárodní konference o vysokoenergetické astrofyzice IBWS 2019

Nedávné objevy uskutečněné v Centre for Astronomy of Heidelberg University (ZAH) mohou poskytnout odpověď. Andreas Quirrenbach a jeho spolupracovníci na Königstuhl State Observatory analyzovali variace radiálních rychlostí hvězd v souhvězdí Hadonoše. Při použití teleskopů USA a Japonska měřili rychlosti hvězd po dobu 11 let. Hmotnosti hvězd byly nepatrně větší než 2,5 hmotnosti Slunce a nacházely se ve vzdálenosti 150 světelných let od Země.

Skupina astronomů z Heidelbergu zaznamenala spolehlivé charakteristiky v měřeních podobné těm, které způsobují obíhající planety nebo složky dvojhvězdy. Avšak v tomto případě hluboká analýza dat odhalila něco pozoruhodného: jak se zdá, v souhvězdí Hadonoše obíhají dva hnědí trpaslíci s periodami přibližně 530 a 3 185 dnů, které jsou v rezonanční konfiguraci 6:1. Proto hnědý trpaslík na bližší dráze oběhne kolem hvězdy přesně 6×, zatímco vzdálenější hnědý trpaslík vykoná pouze jeden oběh.

Tento objev vrhá docela nové světlo na vznik a vývoj hnědých trpaslíků. Vyvstává  otázka: Mohou se vyvinout výhradně jako obyčejné hvězdy v mezihvězdném oblaku nebo se rovněž mohou zformovat v tzv. protoplanetárním disku plynu a prachu obklopujícím mateřskou hvězdu v rané fázi jejího vývoje? „Rezonance v poměru 6:1 je pevným indikátorem pro pozdější scénář,“ vysvětluje Andreas Quirrenbach. „Jenom tehdy mohou být dráhy nově vzniklých hnědých trpaslíků uspořádány do stabilní rezonance po dobu několika milionů let.“

To je to, co rozsáhlé dynamické analýzy možných konfigurací v systému Hadonoše naznačují. Tato superplanetární soustava je první svého druhu, stejně tak jako jsme si poprvé jisti náznakem, že hnědí trpaslíci mohou vzniknout i v protoplanetárním disku, říká profesor Quirrenbach. Astronom se členy svého týmu doufá, že se jednoho dne podaří objevit další podobné soustavy dovolující objasnit, jak velké množství „nepodařených“ hvězd jsou ve skutečnosti mnohem hmotnější sourozenci Jupitera a Saturnu.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (phys.org, sciencedaily.com)
Autor: František Martínek
Ilustrace hnědého trpaslíka: NASA/JPL-Caltech
Doporučený odkaz: Andreas Quirrenbach et al, Precise radial velocities of giant stars, Astronomy & Astrophysics (2019). DOI: 10.1051/0004-6361/201834423