Sciencemag.cz
Doporučujeme
Hnědí trpaslíci jsou astronomické objekty s hmotností mezi planetami a hvězdami. Otázka, kde přesně se nachází hranice jejich hmotnosti, zůstává ale dosud předmětem diskuse – zejména protože jejich stavba je velmi podobná stavbě hvězd s nízkou hmotností (převažuje zde vodík a hélium). Jak tedy poznáme, zda máme co do činění s hnědým trpaslíkem nebo hvězdou s velmi nízkou hmotností?
Vědci z University of Geneva, Swiss National Centre of Competence in Research PlanetS a University of Bern nyní identifikoval pět objektů, jejichž hmotnosti se pohybují poblíž příslušné hranice.
Hnědí trpaslíci nejsou dostatečně hmotní na to, aby v nich došlo k nastartování fúze vodíku, a proto nemohou produkovat takové množství světla a tepla jako hvězdy. Místo toho spalují relativně malé zásoby deuteria (těžkého vodíku). Tato jaderná reakce vytváří méně energie, a světlo hnědých trpaslíků je tudíž mnohem slabší než světlo hvězd. Tato „aktivní fáze“ hnědého trpaslíka je navíc celkem krátká, deuterium dojde (jak rychle, to závisí na dalších vlastnostech hnědého trpaslíka, jeho poloměru, způsobu vzniku, přesném složení atd.); naopak hvězdy s nízkou hmotností vydrží provádět fúzi vodíku po miliardy let.
Hnědí trpaslíci jsou celkem vzácní, dosud jich bylo přesně charakterizováno asi jen 30. Ve srovnání se stovkami exoplanet je to velmi málo; tím spíš, když vezmeme v úvahu, že i neaktivní hnědý trpaslík je větší než planeta, takže bychom ho měli objevit snadněji.
Vědci nyní nově charakterizovali pět těles, které původně identifikovala družice TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite): TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 a TOI-1213. Tyto objekty obíhají kolem svých hostitelských hvězd. Jejich oběžné doby trvají 5 až 27 dní, mají poloměr od 0,81 po 1,66 poloměru Jupiteru, jsou ale až 98krát hmotnější. To je řadí na pomezí hnědých trpaslíků a hvězd.
Jedním z vodítek, která ukazují, že tyto objekty budou asi hnědí trpaslíci, je vztah mezi jejich velikostí a stářím. François Bouchy z University of Geneva a PlanetS k tomu uvádí následující: „Předpokládá se, že hnědí trpaslíci se v průběhu času zmenšují, protože spalují své zásoby deuteria, a chladnou. Zde jsme zjistili, že dva nejstarší objekty, TOI 148 a 746, mají menší poloměr, zatímco dva mladší větší.“ Přesto se tyto objekty nacházejí tak blízko limitu oddělujícího hvězdy od hnědých trpaslíků, že si astronomové stejně nejsou úplně jistí. Budou zapotřebí další studie.
Nolan Grieves et al, Populating the brown dwarf and stellar boundary: Five stars with transiting companions near the hydrogen-burning mass limit, Astronomy & Astrophysics (2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202141145
Zdroj: University of Geneva / Phys.org
