Hnědý trpaslík v představách malíře. Credit: Chuck Carter and Gregg Hallinan/Caltech

TESS pozoruje nepřetržitě velkou část oblohy a měří jasnost velkého množství hvězd. Hlavním cílem je sice objev planet u blízkých hvězd, ale fotometrická data – ta s dvouminutovou kadencí i celooblohové snímky (třicetiminutová kadence) lze použít pro mnoho různých oborů astronomie. Vedlejším produktem hledání tranzitujících exoplanet bývá často objev zákrytových dvojhvězd a také hnědých trpaslíků.

Při pozorování 7. sektoru (leden až únor 2019) objevila TESS hnědého trpaslíka TOI-503 b. Zkratka TOI nemá nic společného s výrobcem mobilních WC, ale jde o zkratku slov TESS Object of Interest.

Na základě dat z TESS víme, že hnědý trpaslík má poloměr 1,3 Jupiteru a obíhá okolo hvězdy spektrální třídy A s periodou jen 3,6 dní. Je to teprve druhý tranzitující hnědý trpaslík u hvězdy podobného typu. Hvězda je navíc zvláštním druhem hvězd spektrální třídy A. Konkrétně jde o Am hvězdy, jejichž spektrum má silné a často proměnné absorpční linie kovů.

TOI-503 b obíhá v poušti

Zajímavá je ale spíše jeho oběžná doba, která je velmi krátká. U hnědých trpaslíků pozorujeme něco, čemu se říká poušť. Od poloviny 90. let objevili astronomové mnoho hnědých trpaslíků, ale jen velmi málo z nich obíhá blízko od své hvězdy (či spíše hlavní složky).

Hnědí trpaslíci jsou přechodné fáze mezi planetami a hvězdami. Obří planety s krátkou oběžnou dobou přitom nacházejí astronomové běžně. Říká se jim horcí jupiteři, i když… z dat Keplera víme, že nejsou až tak běžní, jak ukazovaly první objevy exoplanet.

V oblasti do 3 AU od hvězdy se mnoho hnědých trpaslíků nenachází a tato poušť je ještě sušší pro objekty o hmotnosti 35 až 55 Jupiterů.

Mezinárodnímu týmu vědců pod vedením Jána Šubjaka (Astronomický ústav AV, Astronomický ústav UK) se podařilo potvrdit existenci hnědého trpaslíka TOI-503 b a také určit jeho hmotnost, která je 53,7 ± 1,2 Jupiterů.

Pro změření hmotnosti využili vědci spektra z přístrojů na dalekohledech Alfred Jensch telescope v Tautenburgu, Nordic Optical Telescope na Kanárských ostrovech nebo také 14 spekter z dvoumetrového Perkova dalekohledu v Ondřejově.

Hnědotrpasličí poušť do vzdálenosti 3 AU bude patrně nějak souviset se vznikem hnědých trpaslíků. V případě horkých jupiterů víme, že vznikají dál od hvězdy a poté migrují směrem k ní. Podle autorů studie ale TOI-503 b patrně vznikl přibližně tam, kde dnes obíhá. Jeho věk odhadují na 180 milionů let, což je dost málo na to, aby vznikl akrecí – tedy shlukováním prachových částic, tvorbou jádra a vysátím plynu z protoplanetárního disku a navíc ještě stihl migrovat do pozorované vzdálenosti.

TOI-503 b patrně vznikl spíše cestou, která je typická pro hvězdy – tedy zhroucením plynového mračna bez nutnosti vzniku pevného jádra.

K potvrzení této hypotézy bude potřeba objevu většího počtu podobných hnědých trpaslíků. Nedávno jsme psali o objevu hnědého trpaslíka EPIC 212036875 b v datech z Keplera. Jeho oběžná doba je jen 5 dní.

Zdroj: TOI-503: The first known brown dwarf-Am star binary from the TESS mission