Astronomowie z obserwatorium Kecka’a na Mauna Kea na Hawajach badali zachmurzenie w podwójnym układzie “niedoszłych” gwiazd.

Obie gwiazdy, 2M1404A i 2M1404B, są brązowymi karłami, obiektami o masach większych niż masa Jowisza ale mniejszych niż masy najmniejszych gwiazd. W ich jądrach nigdy nie panowały warunki umożliwiające zachodzenie reakcji termojądrowych. Zamiast tego ostygły one i stały się “nieudanymi” gwiazdami. 2M1404B ma masę około 3 procent masy Słońca. Wraz ze swoim nieco cięższym partnerem, 2M1404A, znajdują się 75 lat świetlnych od nas, w konstelacji Centaura. Podczas gdy 2M1404A jest spowita grubą warstwą chmur, 2M1404B zdaje się mieć obłoki dzielące się w niewielkie “łatki”. Zazwyczaj masywniejsza gwiazda (lub brązowy karzeł) emituje więcej promieniowania. Astronomowie badający omawiany układ byli więc zaskoczeni, gdy okazało się, że 2M1404B emituje 60 procent więcej energii w bliskiej podczerwieni niż jej masywniejszy partner.

Mniejsze rozbieżności zostały już zaobserwowane w trzech innych parach brązowych karłów. Rozmiar tej anomalii najprościej wytłumaczyć można przez rozdrabnianie się obłoków” – powiedział z Dagny Looper z University of Hawaii, główny autor badań, które 1 października opublikowane zostały w “Astrophysical Journal“.

Kiedy brązowy karzeł ochładza się do temperatury, w których możliwe jest skroplenie krzemianów i żelaza, pojawiają się przypominające ziemski smog chmury, a ich gruba warstwa spowija stygnące ciało niebieskie. Cząstki pyłu w obłokach pochłaniają światło i powodują, że brązowy karzeł staje się mniej jasny w zakresie bliskiej podczerwieni (w promieniowaniu o długości 1,2 mikrometra) niż byłby wtedy, gdyby nie było na nim chmur. Jednak gdy w czasie dalszego ochładzania osiągane jest temperatura porównywalne do tej, którą obserwuje się w 2M1404B (około 900 stopni Celsjusza), obłoki nagle znikają. Efektem rozpogadzającego się nieba jest pojaśnienie brązowego karła w omawianym zakresie fal elektromagnetycznych.

Proces w wyniku którego chmury nagle znikają pozostaje wciąż nieznany” – mówi Adam Burgasser z MIT. “Jednak podobne pojaśnienia obserwowane były w przerwach między chmurami w atmosferze Jowisza. To zdaje się sugerować istnienie związku między chmurami ponad planetami i tymi, które istnieją na brązowych karłach“.

Obserwacje nie byłyby możliwe bez użycia systemu optyki adaptatywnej na teleskopie Keck II. Umożliwił on wyeliminowanie wpływu ziemskiej atmosfery na obserwacje i rozdzielenie pary brązowych karłów. Bez tej techniki ich obrazy zlałyby się w jeden obiekt. Optyka adaptatywna wykorzystuje światło lasera i tworzy “sztuczną gwiazdą” przez wzbudzenie do świecenia atomów sodu znajdujących się 90 kilometrów ponad powierzchnią Ziemi. Turbulencje powietrza w podobny sposób zniekształcają obraz zarówno sztucznej jak i prawdziwych gwiazd. Wielkość zniekształceń dla sztucznej gwiazdy mierzona jest kilkaset razy w ciągu sekundy, a informacja o nich przekazywana jest do mogącego zmieniać kształt lustra, które eliminuje ich wpływ na obserwacje prawdziwych gwiazd. Pozwala to astronomom zwiększyć rozdzielczość uzyskiwanych obrazów do około 0,04 sekundy łuku. Dzięki temu odróżnione mogły być składniki brązowego karła, które w przestrzeni dzielą zalewie 4 jednostki astronomiczne.

Autor

Michał Matraszek