Kosmiczny Teleskop Hubble`a pomógł astronomom w odkryciu obiektu o masie z pogranicza planet i gwiazd. Jest ona zaledwie 12 razy większa od największej planety Układu Słonecznego – Jowisza. Znany również jako CHXR 73 B, krąży wokół swojej gwiazdy – czerwonego karła – w odległości 200 jednostek astronomicznych, a więc ponad 5 razy dalej niż średnio Pluton w naszym Układzie. Astronomowie sądzą, że powstał inaczej niż typowa planeta. Czym więc jest naprawdę?

Z nieocenioną pomocą Hubble`a ponownie sfotografowaliśmy ciekawy obiekt. Jest on jednym z najmniejszych jakie obserwowaliśmy dookoła innej gwiazdy. Jest tak mały, że może być planetą, ale wystarczająco duży, by być miniaturową gwiazdą. Z tak małej ilości materii mógł uformować się tzw. brązowy karzeł, czyli gwiazda która nie zapłonęła własnym światłem w wyniku reakcji termojądrowych.

Układ zaobserwowany dzięki HST- gwiazda o małej masie mająca jeszcze mniejszego towarzysza – jest istotnym upomnieniem dla astronomów, którzy wciąż nie są pewni jak ustalić, który obiekt jest planetą, a który gwiazdą, pomimo tego że zrobili wreszcie porządek pod tym względem na własnym podwórku ustanawiając co jest planetą a co nie w Układzie Słonecznym na konferencji w Pradze.

Gwiazda wygląda na o wiele jaśniejszą od swego towarzysza. Rzeczywiście, CHXR 73 B jest aż 100 razy ciemniejszy od CHXR 73 A ! Cztery prostopadłe promienie od gwiazdy to wynik obecności tzw. pająka w teleskopie podtrzymującego lustro wtórne – na nim promienie świetlne się załamują i jest to odzwierciedlone w obrazie gwiazdy.

W związku z masą towarzysza czerwonego karła rozgorzała dyskusja, czymże ów obiekt B jest naprawdę.

Kevin Luhman z Penn State University – lider grupy, która odkryła na wykonanych zdjęciach obiekt CHXR 73 B, swój głos oddaje na opcję brązowego karła – “Nowe, czulsze teleskopy odkrywają coraz mniejsze obiekty o masie w skali planetarnej. Wymusza to pytanie, czy wszystkie obiekty o tak małej masie są rzeczywiście planetami?“.

Niektórzy astronomowie sugerują, że to masa powinna określać przynależność do braci planetarnej czy gwiezdnej. Luhman zaś argumentuje, że obiekt jest planetą wtedy i tylko wtedy gdy uformował się z dysku gazowo-pyłowego dookoła istniejącej już gwiazdy. Planety w naszym Układzie Słonecznym powstały właśnie w taki sposób 4,6 mld lat temu z dysku protoplanetarnego wokół Słońca.

To właśnie sposób powstawania odróżnia brązowego karła od planety, gdyż ten pierwszy powstaje tak jak gwiazda – przez grawitacyjne zapadnięcie się dużego obłoku gazu. W przeciwieństwie do gwiazd jednakże nie ma wystarczającej masy by rozpocząć reakcje termojądrowe w swym wnętrzu, czyli innymi słowy zapłonąć własnym blaskiem.

Artystyczne przedstawienie czerwonego karła CHXR 73 (lewy górny róg) i jego towarzysza CHXR 73 B na pierwszym planie. CHXR 73 B o masie 12 razy większej niż Jowisz jest jednym z najmniejszych obiektów towarzyszących gwiazdom poza naszym Słońcem. Młodziutka gwiazda dookoła której krąży, ma masę 1/3 masy Słońca.

CHXR 73 B krąży wokół swojego czerwonego towarzysza w odległości 31 mld km, czyli ponad 200 razy dalej niż wynosi odległość Ziemia-Słońce. Mając 2 miliony lat gwiazda ta jest bardzo młoda w porównaniu do naszego Słonca, które świeci nam już 4,5 mld lat, i nadal jest w średnim wieku jak na gwiazdę ciągu głównego.

CHXR 73 B jest tak daleko położony od swej gwiazdy że bardzo mało prawdopodobnym jest by powstał z jej dysku protoplanetarnego” wyjaśnia Luhman. Popiera tę tezę zaobserwowaną prawidłowością, że dyski dookoła małomasywnych gwiazd mają z reguły 8-16 mld km średnicy, co zależy głównie od rozmiarów gwiazdy. W tak dużej odległości w jakiej krąży CHXR 73 B od czerwonego karła nie ma wystarczająco dużo materiału, by powstała planeta. W dodatku modele teoretyczne przewidują, że gigantyczne, jowiszopodobne planety formują się nie dalej jak 5 mld km od macierzystej gwiazdy.

Kamera ACS Hubble`a odkryła nasz zagadkowy obiekt podczas przeprowadzania obserwacji wolnych, nie przynależacych do gromad, brązowych karłów. Odkąd wykryto je obserwacyjnie dekadę temu, skatalogowano ich już kilkaset. Większość z nich przemierza samotnie przestrzeń kosmiczną i nie jest związana z żadną gwiazdą.

Badanie młodych układów gwiazd jest ważne do zrozumienia jak małe ciała formują się. Młode brązowe karły są jaśniejsze od starszych, zimniejszych brązowych karłów. W związku z tym młody karzeł o małej masie świeciłby tak samo jak duży, ale stary brązowy karzeł.” – mówi członek zespołu z University of Virginia w Charlottesville – John Wilson.

Innym sposobem na określenie statusu kompana CHXR 73 byłoby odkrycie wokół niego dysku pyłowego. Tak, nawet te małe gwiazdy, jakimi są brązowe karły, mogą posiadać dyski pyłowe. Nie rozciągają się one jednak na więcej niż 3 mld km.

Kosmiczny Teleskop Spitzera odkrył dyski pyłowe dookoła kilku dryfujących w przestrzeni brązowych karłów, ale CHXR 73 B jest zbyt blisko swej gwiazdy by dysk nawet jeśli tam jest został wykryty przez Spitzera. Dlatego astronomowie będą musieli trochę poczekać na wyniesienie na orbitę Kosmiecznego Teleskopu Jamesa Webba W 2013 aby ustalić czy CHXR 73 B ma dysk pyłowy czy nie. Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba będzie rozszerzonym połączeniem możliwości Hubble`a w zakresie ostrości obrazu, która jest potrzebna do wykrywania obiektów leżacych blisko siebie, oraz czułości w podczerwieni Teleskopu Spitzera niezbędnej do obserwacji zimnych, pyłowych dysków. Tak więc czekamy na dalszy rozwój technologii, może przyniesie ona wyjście z sytuacji już w niedługim czasie.

Autor

Krzysztof Suberlak