Hnědý trpaslík a záhadný průvodce

Pokud by naše dalekohledy byly mnohem výkonnější než dnes, astronomové by pozorovali objekty, které takřka odporují zdravému rozumu. Posledním příkladem je objev tělesa podobného planetě, které obíhá kolem hnědého trpaslíka, jehož hmotnost je odhadována na 20 hmotností planety Jupiter. Hmotnost průvodce byla odhadnuta na 5 až 10 hmotností Jupiteru. Avšak toto těleso se vytvořilo za dobu kratší než 1 milión roků – což je přibližné stáří hnědého trpaslíka – tedy mnohem rychleji, než je předpokládaná doba pro vznik planet podle současných teorií.

Kamen Todorov (Penn State University) použil se svými spolupracovníky „ostrý“ pohled Hubblova kosmického dalekohledu HST a pozemního dalekohledu Gemini k přímému zobrazení průvodce hnědého trpaslíka 2M J044144, který byl odhalen při průzkumu 32 mladých hnědých trpaslíků, nacházejících se v oblasti intenzivní tvorby hvězd s názvem Taurus. Hnědí trpaslíci jsou objekty, jejichž charakteristická hmotnost dosahuje několika desítek (maximálně asi 60) hmotností planety Jupiter a jsou příliš malé na to, aby se v jejich nitru zažehly termojaderné reakce a začaly zářit jako hvězdy.

Záhadný objekt obíhá kolem hnědého trpaslíka 2M J044144 ve vzdálenosti přibližně 3,6 miliardy km (ve Sluneční soustavě by toto těleso obíhalo kolem Slunce někde mezi drahami planet Uran a Neptun). Objev bude publikován v novém čísle časopisu The Astrophysical Journal.

Před časem zde byla velká diskuse v kontextu s Plutem. Vedl se spor o to, jak malý objekt může být ještě nazýván planetou. Tato nová pozorování znovu otevřela otázku z jiné oblasti: Jak velký musí být objekt, aby byl považován spíše za hnědého trpaslíka než za planetu? Tento nově objevený průvodce hnědého trpaslíka je se svou hmotností uvnitř doposud předpokládaného limitu pro planety v okolí hvězd, pro nějž byla určena limitní hodnota méně než 15 hmotností planety Jupiter. Avšak měl by být takový objekt nazýván planetou? Tato otázka je silně závislá na způsobu, jakým průvodce hnědého trpaslíka s největší pravděpodobností vznikl.

Existují tři možné scénáře jeho vzniku: Prach v cirkumstelárním disku se pomalu shlukuje a vytváří kamenné planety 10krát větší než Země, které následně na sebe nakupí velkou obálku z plynů. Další možností je, že se oblak plynů uvnitř disku velmi rychle zhroutí do podoby objektu, který svou velikostí odpovídá obří plynné planetě. A třetí možnost je, že se průvodce zformuje přímo ze smršťujícího se rozsáhlého oblaku plynů a prachu stejným způsobem jako hvězda (nebo hnědý trpaslík).

Pokud je poslední scénář správný, pak tento objev ukazuje, že tělesa planetárních hmotností mohou vznikat stejným mechanismem, jakým se rodí hvězdy. Je to velmi pravděpodobné řešení, protože průvodce hvězdy je v tomto případě příliš mladý na to, aby se vytvořil podle první varianty, která je velmi „pomalá“. Druhý možný scénář probíhá rychle, avšak disk kolem centrálního hnědého trpaslíka nejspíše neobsahuje dostatečné množství materiálu k vytvoření objektu o hmotnosti 5 až 10 hmotností Jupiteru.

„Nejzajímavějším závěrem tohoto výzkumu je, že ukazuje, jak procesy, které vytvářejí binární hvězdné soustavy, mohou přispět i ke vzniku těles planetárních hmotností. Tak se zdá, že příroda je schopná vytvořit průvodce planetárních hmotností dvěma odlišnými způsoby,“ říká člen týmu Kevin Luhman (Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Penn State University). Pokud se tento záhadný průvodce zformoval po kolapsu oblaku a jeho fragmentaci, podobně jako když vznikne dvojhvězda, pak to není planeta podle současné definice, protože planety vznikají z materiálu, který vytváří kolem hvězdy protoplanetární disk.

Hmotnost průvodce byla odhadnuta na základě porovnání jeho jasnosti a svítivosti vyplývající z teoretických vývojových modelů pro objekty proměnných hmotností, jejichž stáří je jeden milión roků.

Další podpůrný důkaz přichází z přítomnosti velmi blízkého binárního systému, který obsahuje malou červenou hvězdu a hnědého trpaslíka. Kevin Luhman si myslí, že všechna čtyři tělesa vznikla současně stejným způsobem, a to kolapsem smršťujícího se oblaku, čímž se ve skutečnosti zrodila čtyřnásobná soustava. „Toto uspořádání se velmi podobá čtyřnásobné hvězdné soustavě, což napovídá, že všechny její složky se zformovaly jako hvězdy,“ dodává Luhman.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/03/full/

autor: František Martinek