Művész illusztrációja barna törpe bináris pár. Kattints a kinagyításhoz.
A csillagászok számára az egyik legnehezebb feladat az, hogy kitaláljuk, milyen nagy a távoli tárgyak. A Hubble űrteleszkóp segített a csillagászoknak mérni egy barna törpe bináris pár - meghibásodott csillag - tömegét, amikor keringnek egymással. Az egyik törpe a Jupiter tömegének 55-szerese, a másik törzs tömegének 35-szerese. Mindegyiknek a Jupiter tömegének 80-szorosának kell lennie, mielőtt elegendő tömeg lenne ahhoz, hogy meggyulladjon a fúziós reakciót.
A csillagászoknak először sikerült megmérniük egy bináris barna törpék párját, és pontosan megmérni az átmérőket. Ilyen pontos mérés nem lehetséges egyetlen barna törpe megfigyelésekor.
Mivel pályáik a Föld felé merőlegesen fordulnak elő, a törpék egymás előtt haladnak, és elsötétülést eredményeznek. Ez az első barna törpe-elsötétítő bináris anyag, amelyet valaha fedeztek fel. A pár rendkívüli lehetőséget kínál a törpék tömegének és átmérőjének pontos meghatározására, az elméleti modellek kritikus tesztelése révén.
A barna törpe az égitest tárgyainak kissé érthető köztes osztálya, amely túl kicsi ahhoz, hogy fenntartsa a hidrogénfúziós reakciókat, mint például azok, amelyek a Napot táplálják. A barna törpék azonban tucatszor tömegebbek, mint a Naprendszer legnagyobb bolygója, a Jupiter, és így túl nagyok ahhoz, hogy bolygók legyenek.
A párosított barna törpék felfedezéséről és a kritikus mérésekről ma a Nature tudományos folyóiratban csillagászok csapata számol be: Jeff Valenti az Űrtávcső Tudományos Intézetből (STScI), Robert Mathieu a Wisconsin-i Madison Egyetemtől és Keivan Stassun a Vanderbilti Egyetemen.
Az egyik törpe Jupiter tömegének 55-szerese; a másik 35-szer olcsóbb, mint a Jupiter (10% -os hibahatárral). A csillagnak való minősítéshez és a hidrogén atomfúzió útján történő elégetéséhez a törpéknek 80-szor tömegebbnek kell lenniük, mint Jupiternek. Összehasonlításképpen: a Nap 1000-szer hatalmasabb, mint a Jupiter.
A csillagászok meglepve tapasztalják meg, hogy a masszív barna törpe a pár hűvösebb, ellentétben az azonos korú barna törpékkel kapcsolatos minden előrejelzéssel. Vagy a kettő nem azonos korú, és elfoglalt testek lehetnek, vagy az elméleti modellek tévesek, mondják a kutatók.
A barna törpepár annyira szorosan kerüli egymást, hogy a Földről nézve egyetlen tárgynak tűnnek. Mivel versenypályájuk pályája éles, a két tárgy időszakosan átmegy egymás elõtt, vagy elsötétül. Ezek az elsötétülések mindkét tárgyból származó kombinált fény fényében rendszeresen tompulnak. Ezen oklevelek pontos időzítésével a csillagászok meg tudták határozni a két objektum pályáját. Ezen információk alapján a csillagászok Newton mozgási törvényeit használta a két törpe tömegének kiszámításához.
Ezen felül az csillagászok kiszámították a két törpe méretét azáltal, hogy megmérik a tompulás időtartamát fénygörbéjükben. Mivel olyan fiatalok, a törpék rendkívül nagy tömegűek: körülbelül ugyanolyan átmérőjűek, mint a Nap. Mivel a pár az Orion-ködben található, amely egy közeli csillagbölcsőde 10 millió évnél fiatalabb csillagokkal.
A törpékből származó fény elemzése azt mutatja, hogy a törpék vöröses árnyalattal rendelkeznek. A jelenlegi modellek azt is megjósolják, hogy a barna törpéknek legyen „időjárási” - felhőszerű sávok és foltok, hasonlóak a Jupiter és a Szaturnusz látványához.
A párból származó fény spektrumának változásainak mérésével a csillagászok meghatározták a törpék felszíni hőmérsékleteit is. Az elmélet azt jósolja, hogy a barna törpék masszív tagjának magasabb felszíni hőmérséklettel kell rendelkeznie. De éppen az ellenkezőjét találták. A kettő közül a nehezebb hőmérséklete 4310 fok (2650 fok kelvin), a kisebb pedig 4562 fok (2790 fok). Ezek összehasonlíthatók a Nap 9880 fok K (9800 fok) felszíni hőmérsékletével.
„Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy a két tárgy eltérő eredetű és korú” - mondja Stassun. Ha ez a helyzet, akkor támogatja a csillagképződés folyamata utáni legújabb erőfeszítések egyik eredményét. Ezek a szimulációk azt jósolják, hogy a barna törpék annyira közel állnak egymáshoz, hogy valószínűleg megzavarják egymás kialakulását.
Az új megfigyelések megerősítik azt az elméleti előrejelzést, miszerint a barna törpe csillagméretű tárgyakként indul, de összehúzódik és lehűl, és öregedésük során egyre nagyobb bolygóméretűvé válik. Korábban az egyetlen barna törpe, akinek a tömegét közvetlenül meghatározták, sokkal idősebb és homályosabb volt.
Sok csillagász szerint a barna törpe valójában a csillagképződés leggyakoribb terméke. Tehát a barna törpékkel kapcsolatos információk értékes új betekintést nyújthatnak a dinamikus folyamatokba, amelyek csillagokat generálnak a csillagközi por és gáz pezsgőfürdőjéből.
Mivel a régi barna törpék kisebbek és tompabbak, mint az igaz csillagok, csak az utóbbi években tették lehetővé a távcsövek technológiájának fejlesztései, hogy a csillagászok halálos tárgyak százaira katalogizálhassák véleményüket, hogy barna törpék lehetnek. De ahhoz, hogy kiválasszák a barna törpeket más típusú halvány tárgyaktól, szükségük van módra a tömegük becslésére, mivel a tömeg a csillagok és csillagszerű tárgyak sorsa.
A barna törpe létezését először az 1980-as években javasolták, de csak 2000-ben fedezték fel egyértelműen a barna törpét. Míg a barna törpék hipotetikus tárgyak voltak, addig a csillagászok megkülönböztették őket a bolygóktól a kialakulásuk módja alapján. A barna törpék és csillagok ugyanúgy képződnek, a csillagközi por és gáz összeomló felhőjéből. A bolygók a csillagok körülvevő por- és gázlemezekből épülnek fel. Miután a csillagászok felfedezték az első jelölt barna törpét, rájöttek, hogy a törpéket nagyon nehéz megkülönböztetni a bolygóktól, különösen, ha csillag társaik vannak. Tehát egyre növekvő csillagászcsoport támogatja a barna törpék olyan objektumokként történő meghatározását, amelyek 13–80-szor nagyobb tömegű tárgyak, mint Jupiter.
A kutatók a távcsövek két sorozatával, a Santiagótól körülbelül 100 mérföldre északra fekvő chilei Andokban helyezkedtek el: a kicsi és mérsékelt apertúrájú távcsőrendszer (SMARTS), amelyet egy konzorcium működtet, beleértve az Űrtávcső Tudományos Intézetet és a Vanderbilti Egyetemet, valamint a Nemzetközi Gemini Megfigyelőközpont, amelyet a Nemzeti Tudományos Alapítvány működtet.
Eredeti forrás: Hubble sajtóközlemény
