Ilustrația artistului unei perechi binare pitice maro. Faceți clic pentru a mări.
Una dintre cele mai dificile sarcini pentru astronomi este de a descoperi cât de masive sunt obiectele îndepărtate. Telescopul spațial Hubble i-a ajutat pe astronomi să măsoare masa unei perechi binare de pitici bruni - stele eșuate - în timp ce orbitează unul pe celălalt. Un pitic este de 55 de ori mai mare decât Jupiter, iar celălalt de 35 de ori masa. Fiecare ar trebui să fie de 80 de ori mai mare decât Jupiter înainte să aibă suficientă masă pentru a aprinde o reacție de fuziune.
Pentru prima dată, astronomii au reușit să cântărească o pereche binară de pitici maro și să-și măsoare precis diametrele. Aceste tipuri de măsurători exacte nu sunt posibile atunci când observați un singur pitic maro.
Deoarece orbitele lor sunt înclinate spre marginea Pământului, piticii trec unul față de celălalt, creând eclipse. Acesta este primul binar eclipsant pitic maro descoperit vreodată. Perechea oferă o oportunitate neobișnuită de a determina cu exactitate masele și diametrele piticilor, oferind teste cruciale ale modelelor teoretice.
O pitică brună este o clasă intermediară puțin înțeleasă a obiectului ceresc, care este prea mică pentru a susține reacțiile de fuziune a hidrogenului, precum cele care ne alimentează Soarele. Cu toate acestea, piticii bruni sunt de zeci de ori mai masivi decât cea mai mare planetă a sistemului solar, Jupiter, și sunt atât de mari pentru a fi o planetă.
Descoperirea piticilor bruni în pereche și a măsurătorilor critice sunt raportate astăzi în revista științifică Nature de către o echipă de astronomi: Jeff Valenti de la Institutul de Știință a Telescopului Spațial (STScI), Robert Mathieu de la Universitatea din Wisconsin-Madison și Keivan Stassun a Universității Vanderbilt.
Un pitic este de 55 de ori mai mare decât Jupiter; cealaltă este de 35 de ori mai grea decât Jupiter (cu o marjă de eroare de 10%). Pentru a se califica ca o stea și a arde hidrogenul prin fuziunea nucleară, piticii ar trebui să fie de 80 de ori mai masivi decât Jupiter. Pentru comparație, Soarele este de 1.000 de ori mai masiv decât Jupiter.
Astronomii sunt surprinși să descopere că piticul brun mai masiv este cel mai răcoros al perechii, contrar tuturor predicțiilor despre piticii bruni din aceeași vârstă. Fie cei doi nu au aceeași vârstă și pot fi cadavre capturate, fie modelele teoretice sunt greșite, spun cercetătorii.
Perechea pitică brună orbitează reciproc atât de îndeaproape încât arată ca un singur obiect atunci când este privită de pe Pământ. Deoarece orbita lor de curse este marginală, cele două obiecte trec periodic în fața sau eclipsa reciproc. Aceste eclipse determină scufundări regulate în luminozitatea luminii combinate provenind de la ambele obiecte. Timpând cu precizie aceste ocultări, astronomii au putut determina orbitele celor două obiecte. Cu aceste informații, astronomii au folosit legile mișcării lui Newton pentru a calcula masa celor doi pitici.
În plus, astronomii au calculat dimensiunea celor doi pitici măsurând durata scufundărilor în curba lor de lumină. Deoarece sunt atât de tineri, piticii sunt remarcabil de mari pentru masa lor: cam același diametru ca Soarele. Deoarece perechea este situată în Nebula Orion, care este o pepinieră stelară din apropiere, cu stele mai mici de 10 milioane de ani.
O analiză a luminii care vine din perechea de pitici indică faptul că piticii au o distribuție roșiatică. Modelele actuale prezic de asemenea că piticele brune ar trebui să aibă „vreme” - benzi și pete asemănătoare cu norii similare cu cele vizibile pe Jupiter și Saturn.
Măsurând variațiile spectrului luminos provenite din pereche, astronomii au determinat, de asemenea, temperaturile suprafeței piticilor. Teoria prezice că membrul mai masiv al unei perechi de pitici maro ar trebui să aibă o temperatură mai mare la suprafață. Dar au găsit exact opusul. Cea mai grea dintre cele două are o temperatură de 4.310 grade Fahrenheit (2.650 grade Kelvin), iar cea mai mică, 4.562 grade F (2.790 grade K). Acestea se compară cu temperatura de suprafață a Soarelui de 9.980 grade F (5.800 grade K).
„O posibilă explicație este că cele două obiecte au origini și vârste diferite”, spune Stassun. Dacă acesta este cazul, atunci susține unul dintre rezultatele ultimelor eforturi de a simula procesul de formare a stelelor. Aceste simulări prezic că piticele brune sunt create atât de strâns, încât este posibil să perturbe formarea celuilalt.
Noile observații confirmă predicția teoretică potrivit căreia piticii bruni încep ca obiecte de dimensiuni stele, dar se micșorează și se răcesc și devin din ce în ce mai mari, pe măsură ce îmbătrânesc. Înainte, singurul pitic brun a cărui masă fusese măsurată direct era mult mai veche și mai slabă.
Mulți astronomi consideră că piticele brune pot fi de fapt cel mai frecvent produs al procesului de formare stelară. Așadar, informațiile despre piticele brune pot oferi informații noi valoroase asupra proceselor dinamice care produc stele din vârtejurile care se prăbușesc de praf și gaz interstelar.
Deoarece piticii maro vechi sunt mai mici și mai slabi decât stelele adevărate, abia în ultimii ani îmbunătățirile tehnologiei telescopului au permis astronomilor să catalogheze sute de obiecte slabe care cred că pot fi pitici bruni. Dar pentru a alege piticii maronii din alte tipuri de obiecte slabe, ei au nevoie de o modalitate de a-și estima masele, deoarece masa este destinul stelelor și obiectelor asemănătoare stelelor.
Existența piticilor bruni a fost propusă pentru prima dată în anii 1980, dar abia în 2000, a fost detectată fără echivoc un pitic brun. În timp ce piticii bruni erau obiecte ipotetice, astronomii i-au diferențiat de planete în funcție de modul în care s-au format. Piticele și stelele brune sunt formate în același mod, dintr-un nor prăbușit de praf și gaz interstelar. Planetele sunt construite din discurile de praf și gaz care înconjoară stele care formează. Odată ce astronomii au descoperit primul pitic brun candidat, au realizat că piticii sunt foarte greu de diferențiat de planete, în special atunci când au însoțitori stelari. Așadar, un grup în creștere de astronomi favorizează definirea piticilor bruni ca obiecte între 13 și 80 de ori mai masive decât Jupiter.
Cercetătorii au făcut observațiile cu două seturi de telescoape situate în Anii din Chile, la aproximativ 100 de mile nord de Santiago: Sistemul de Telescop de Cercetare Apertură Mică și Moderată (SMARTS), operat de un consorțiu care include Institutul de Știință al Telescopului Spațial și Universitatea Vanderbilt, și Observatorul Internațional al Gemenilor, operat de Fundația Națională a Științei.
Sursa originală: Comunicat de presă Hubble
