WISE i Spitzer na tropie brązowych karłów

0

Astronomowie odkryli ostatnio potencjalnych 14 kandydatów na najzimniejsze znane gwiazdy w naszej galaktyce. Te niedoszłe gwiazdy, nazywane brązowymi karłami, są tak zimne i emitują tak mało światła, iż próby ich rejestracji za pomocą zwykłych teleskopów prowadzących obserwacje w paśmie widzialnym byłyby niemożliwe. Jednakże orbitalne obserwatoria jak Spitzer i WISE potrafią dostrzec słabą poświatę tych gwiazd, niczym strażacy używający specjalnych gogli, dzięki którym są w stanie znaleźć ogniska zapalne pod ściółką leśną.

Brązowe karły dołączyły do niewielkiego zbioru tych obiektów odkrytych wcześniej. Temperatury nowo odkrytych karłów wahają się w przedziale od 177 do 327 stopni Celsjusza (450-600 K). Jak na obiekty mające wspólne cechy z gwiazdami, są to ekstremalnie niskie temperatury, w niektórych przypadkach wynoszące tyle co na egzoplanetach w innych układach słonecznych.

Te chłodne ciała niebieskie długo pozostawały nieuchwytne, lecz teraz ta sytuacja będzie się zmieniała. Od niedawno umieszczonego w przestrzeni kosmicznej obserwatorium WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, którego zadaniem jest przeglądanie całego nieba w paśmie podczerwieni, oczekuje się wykrycia setek, o ile nie tysięcy, obiektów o tak chłodnym charakterze (a być może jeszcze chłodniejszych!). WISE przeszukuje 40 razy większe połacie nieba, niż te które miał do tej pory okazję przebadać Kosmiczny Teleskop Spitzera, umieszczony na orbicie w 2003 roku. Misja Spitzera obserwuje określone niewielkie wycinki nieba, w czasie gdy WISE przeszukuje całe niebo.

“WISE spogląda wszędzie, dlatego brązowe karły będą nam dosłownie wyskakiwały wszędzie w czasie prowadzenia obserwacji. Możliwe jest także wykrycie tych obiektów w bezpośrednim naszym sąsiedztwie, położonych bliżej niż najbliższa znana nam obecnie gwiazda – Proxima Centauri” – tłumaczy Peter Eisenhardt, naukowiec z programu WISE przy ośrodku NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Pasadenie (Kalifornia, USA).

Brązowe karły formują się tak jak gwiazdy – z zapadających się obłoków wirującego gazu i pyłu, jednakże w porównaniu do gwiazd nigdy nie gromadzą odpowiedniej ilości masy, która umożliwiłaby zainicjowanie fuzji nuklearnej. Najmniejsze znane brązowe karły mają około 5-10 mas największej planety w naszym Układzie Słonecznym – Jowisza, co stanowi jednocześnie wartość masy osiąganej już przez niektóre znane nam egzoplanety (planety leżące w innych układach słonecznych). Brązowe karły posiadają pewną ilość zgromadzonego ciepła z okresu formowania się, jednak z czasem stygną. O pierwszym odkrytym brązowym karle poinformowano w 1995 roku.  

“Można dopatrzeć się także w tych obiektach podobieństw do planet, jednak brązowe karły występują w izolacji” – mówi astronom Danel Stern. “To czyni je ekscytującymi dla naukowców – są świetnymi egzemplarzami testowymi ciał posiadających masy planet.”

Większość nowych brązowych karłów odkrytych przez Spitzera prawdopodobnie należy do najzimniejszych przedstawicieli swojego gatunku, często nazywanych karłami typu T – definiowanymi jako takie, których temperatura wynosi poniżej 1200°C. Jeden z odkrytych obiektów zdaje się być jednak tak zimny, iż może należeć do od dawna poszukiwanego karła typu Y – proponowanego dla najzimniejszych obiektów. Typy T i Y są częścią większego systemu kategoryzującego wszystkie gwiazdy, przykładami obiektów typu O są najbardziej masywne gwiazdy, z kolei nasze Słońca należy do typu G (temperatura powierzchni od 4700 – 5700 °C)

“Modele wskazują, iż gdzieś w przestrzeni kosmicznej może istnieć całkiem nowa klasa gwiazd, karłów typu Y, których przedstawicieli jeszcze nie odnaleziono” – mówi Davy Kirkpatrick, członek zespołu naukowego programu WISE. “Jeśli te trudno uchwytne obiekty istnieją, to WISE je z pewnością odnajdzie.” Kirkpatrick jest światowej klasy ekspertem od brązowych karłów i to on wprowadził klasyfikację L, T i Y dla chłodniejszych gwiazd.

Davy Kirkpatrick przekazuje, iż możliwe jest odnalezienie przez zespoły naukowców lodowego obiektu, wielkości Neptuna, gdzieś na odległych rubieżach naszego Układu Słonecznego – tysiące razy dalej niż wynosi odległości Słońce – Ziemia. Wśród naukowców krążą spekulacje, iż takie chłodne ciało niebieskie, jeśli oczywiście istnieje, mogłoby być brązowym karłem i kompanem naszego Słońca. Oznaczałoby to, iż żyjemy w układzie podwójnym.

14 obiektów znalezionych przez Teleskop Spitzera, oddalonych jest o setki lat świetlnych od Słońca, za daleko dla teleskopów naziemnych, które miałyby się im przyjrzeć z bliska i przeprowadzić badania spektroskopowe. Jednakże ich obecność implikuje możliwość istnienia setek takich obiektów tylko w odległości do 25 lat świetnych od nas. WISE spogląda wszędzie, także te zaginione ciała niebieskie zostaną prędzej czy później odnalezione, umożliwiając następnie obserwatoriom naziemnym przebadanie ich metodą spektroskopową. Możliwy jest scenariusz, iż WISE odkryje więcej brązowych karłów w najbliższym sąsiedztwie (do 25 lat świetlnych), niż wynosi ilość znanych nam w tym obszarze gwiazd.

Źródło: www.jpl.nasa.gov

 

Share.

Comments are closed.