První mapa počasí hnědého trpaslíka, je u něj planeta?

www.novedalekohledy.cz
Hnědý trpaslík Luhman 16B v představách malíře, credit: ESO/I. Crossfield/N. Risinger
Hnědý trpaslík Luhman 16B v představách malíře, credit: ESO/I. Crossfield/N. Risinger

Astronomové vytvořili mapu počasí hnědého trpaslíka Luhman 16B.


Hnědé trpaslíky asi není potřeba příliš představovat. Jedná se o přechod mezi planetami a hvězdami. Dobrou jednotkou pro srovnání je v tomto případě Jupiter. Zatímco naše Slunce má hmotnost 1000 Jupiterů, červení trpaslíci obvykle jen kolem 300 Jupiterů a méně (Proxima Centuari třeba jen asi 120 Jupiterů). Pokud má objekt hmotnost méně než 80 Jupiterů, nezažehne termonukleární reakci a hvězdy ho do svého klubu nevezmou. Právě v těchto oblastech se pohybují hnědí trpaslíci, kteří vyzařují jen velmi málo v oblasti infračerveného záření.

Hnědé trpaslíky není snadné najít, takže v našem okolí (řekněme do 20 světelných let) jich může být opravdu hodně. Teprve vloni se podařilo objevit systém WISE J104915.57-531906 (zkráceně WISE 1049-5319), tvořený dvěma hnědými trpaslíky v jižním souhvězdí Plachet. Dvojice se nachází jen něco přes 6 světelných let od nás a je tak po Alfě Centauri a Barnardově hvězdě třetím nejbližším systémem. Vzhledem k tomu, že katalogový název je na blízké sousedy až moc komplikovaný , dali astronomové hnědým trpaslíkům jméno Luhman 16 po americkém astronomovi Kevinu Luhmanovi, který je na snímcích z infračervené astronomické družice WISE objevil.

Pohyb páru Luhman 16 po obloze od roku 1978. Credit: NASA/STScI/JPL/IPAC/University of Massachusetts
Pohyb páru Luhman 16 po obloze od roku 1978. Credit: NASA/STScI/JPL/IPAC/University of Massachusetts

Luhman 16A má hmotnost kolem 40 Jupiterů, menší a méně jasný kolega Luhman 16B pak kolem 30 Jupiterů ale v přesnosti údajů panují nejistoty. Oba hnědí trpaslící obíhají okolo společného těžiště. Na obloze je dělí vzdálenosti asi 1,5 obloukových vteřin, což by v reálu mělo být kolem 3 AU.

První mapa počasí

Astronomové využili spektrograf CRIRES na jednom ze čtyř dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře v Chile k detailnímu průzkumu obou hnědých trpaslíků. Při pozorování bylo využito Dopplerova zobrazení, které díky Dopplerově jevu (viz Wikipedia) umožňuje zkoumat nehomogenní struktury hvězdných povrchů vlivem deformace spektrálních čar. Dobrým příkladem jsou hvězdné skvrny (analogie slunečních skvrn), které jsou takovou strukturou – jsou tmavší, takže hvězda v průběhu času díky rotaci mění svou jasnost.

Mapa oblak v atmosféře hnědého trpaslíka Luhman 16B. Credit: Hnědý trpaslík Luhman 16B v představách malíře, credit: ESO/I. Crossfield/N. Risinger
Mapa oblaků v atmosféře hnědého trpaslíka Luhman 16B. Credit: Hnědý trpaslík Luhman 16B v představách malíře, credit: ESO/I. Crossfield/N. Risinger

Podobné tmavší oblasti našel CRIRES také v atmosféře hnědého trpaslíka Luhman 16B během jeho zhruba pětihodinové rotace. Tmavé oblasti na zveřejněné mapě samozřejmě nemají vůbec nic společného s hvězdnými skvrnami, které jsou chladnějšími místy ve fotosféře a souvisí s magnetickým polem. V případě hnědého trpaslíka jde o oblaka prachových částic z kondenzujících křemičitanů, vápníku, železa apod.

Tato prachová oblaka se podle teorií tvoří v atmosférách hnědých trpaslíků v okamžiku, kdy teplota poklesne pod 2 300 Kelvinů a při teplotě pod 1300 K zase zmizí v hluboké a nepropustné atmosféře.

Je tam planeta?

Luhman 16 na sebe neupozornil v poslední době poprvé. Koncem loňského roku byla zveřejněna studie, založena na pozorování přístroje FORS2, který se nachází na totožném dalekohledu UT1 (Antu) jako spektrograf CRIRES. Pozorování vlastního pohybu obou trpaslíků po obloze (astrometrie) naznačuje možnou přítomnost planety.

Zdroje:

  • A Global Cloud Map of the Nearest Known Brown Dwarf (Nature)
  • ESO