Českí vedci sa postarali o fascinujúci objav, ktorý prináša nový pohľad na svet hnedých trpaslíkov. Objekt BD-14 3065b nachádzajúci sa na rozhraní medzi hviezdou a planétou totiž vykazuje nezvyčajné vlastnosti. Na tému upozornil Astronomický ústav AV ČR na svojom webe.

Ani hviezda, ani planéta

Hnedý trpaslík je objekt, ktorý je čosi medzi najväčšími planétami a najmenšími hviezdami. Vo všeobecnosti sú známe ako „hviezdy, ktoré zlyhali“ – teda objekty, ktoré prestali rásť skôr, než sa v ich jadre naštartovala fúzia vodíka.

Inak povedané, ide o substelárne objekty, ktorých hmotnosť sa nachádza v rozmedzí od hmotnosti tých najväčších plynných obrov až po malé hviezdy. Ich hmotnosť tak nikdy nepostačuje na zapálenie termonukleárnej reakcie, avšak v ich jadre po určitú dobu prebieha nukleosyntéza deutéria.

Proces spaľovania deutéria prebieha hlavne v mladosti, kedy sú tieto objekty veľmi horúce. Ako starnú a chladnú, ich veľkosť sa zmenšuje a deutérium postupne ubúda.

Ako sme uviedli aj v samostatnom článku, hoci tieto substelárne objekty sú omnoho teplejšie ako planéty, sú omnoho chladnejšie ako červené trpaslíky – najchladnejšie, najmenej hmotné a najmenej svietivé hviezdy vo vesmíre.

BD-14 3065b

Skúmaným objektom bol hnedý trpaslík BD-14 3065b, ktorý je starý približne 2,3 miliardy rokov. S hmotnosťou 12,4-násobku Jupitera a polomerom 1,9-násobku Jupitera je BD-14 3065b druhý najmenej hustý hnedý trpaslík. Prvenstvo drží objekt Rik 72b, ktorý je však veľmi horúci a mladý, keďže má len 5 miliónov rokov.

„Hnedé trpaslíky sú plynné objekty, ktoré sa rodia veľmi horúce. Vtedy sú pochopiteľne aj najväčšie. Ako postupne chladnú, ich veľkosť sa zmenšuje. Zatiaľ čo veľká veľkosť mladého objektu, akým je RIK 72b, je očakávaná a veľmi dobre jej rozumieme, BD-14 3065b by mal byť vzhľadom na svoj vek 2-krát menší. Vysvetliť jeho veľkosť predstavovalo zaujímavý hlavolam,“ uviedol Dr. Ján Šubjak z Astronomického ústavu AV ČR.

Prečo tento starý objekt nezmenšil svoj polomer ako ostatné podobne staré hnedé trpaslíky?

BD-14 3065b obieha veľmi blízko svojej hviezdy, pričom jeden obeh trvá iba 4,3 dňa. Vzhľadom na to, ako blízko sa BD-14 3065b nachádza pri svojej hviezde, je vystavený intenzívnemu žiareniu a slapovým silám, čo vedie k redistribúcii energie vo vnútri objektu.

Tento fenomén by mohol vysvetliť, prečo má BD-14 3065b taký veľký polomer aj napriek svojmu veku. Dr. Ján Šubjak ďalej upresňuje, že „vďaka štúdiu plynných exoplanét v blízkosti hviezd poznáme niekoľko mechanizmov, ktoré ohrievajú ich vnútro, čo spôsobí expanziu.“

„V tomto prípade sa však každý z týchto mechanizmov ukázal byť nedostatočne energetický pre vysvetlenie pozorovanej veľkosti. Keďže sa však objekt nachádza na hranici medzi exoplanétou a hnedým trpaslíkom, väčšinu svojho života pravdepodobne spaľoval deutérium veľmi pomalým tempom a deutérium stále predstavuje nespotrebovaný energetický zdroj. Zvýšenie vnútornej teploty vplyvom interakcie s hviezdou prudko zvýši rýchlosť termonukleárnych reakcií, pomocou ktorých už dokážeme vysvetliť pozorovanú veľkosť,“ dodáva odborník.

Prečo teda hnedý trpaslík nespálil zásoby deutéria?

Odpoveď by mohla byť ukrytá v samotnej hviezde, ktorú BD-14 3065b obieha. Ukázalo sa totiž, že tá len relatívne nedávno opustila hlavnú postupnosť a zmenila sa na červeného obra. To znamená, že zväčšila svoju veľkosť a tým aj intenzitu interakcie s hnedým trpaslíkom. Týmto spôsobom sa zvýšila teplota vnútri BD-14 3065b, čo zintenzívnilo spaľovanie deutéria.

„Toto predstavovalo najdôležitejší kúsok skladačky. Nedávny nárast veľkosti zintenzívnil interakciu medzi telesami a množstvo energie hromadenej v BD-14 3065b. To znamená, že takto prudké spaľovanie deutéria začalo len nedávno“, dopĺňa Dr. Šubjak.

Inak povedané, BD-14 3065b je unikátny objekt, ktorý ponúka nový pohľad na evolúciu hnedých trpaslíkov. Tento objav naznačuje, že niektoré hnedé trpaslíky môžu spaľovať deutérium oveľa dlhšie, než sme si mysleli. Vedci dúfajú, že ďalšie štúdie tohto objektu a podobných hnedých trpaslíkov odhalia viac o mechanizmoch, ktoré v priebehu času ovplyvňujú ich veľkosť a teplotu.