Článek
Výzkumníci pro svůj objev použili data z družicové observatoře TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) a také z pozemních dalekohledů v americké Arizoně a v Chile, a to k charakterizaci tranzitujícího (tedy přecházejícího před hvězdou) objektu BD-14 3065b.
S hmotností 12,4 hmotnosti Jupiteru a poloměrem 1,9 poloměru Jupiteru je BD-14 3065b tranzitující hnědý trpaslík s druhou nejmenší pozorovanou hustotou. Prvenství drží objekt Rik 72b, který je ale velmi mladý (pět milionů let) a horký, na rozdíl od 2,3 miliardy let starého BD-14 3065b.
„Hnědí trpaslíci jsou plynné objekty, které se rodí velmi horké. Tehdy jsou pochopitelně i největší. Jak postupně chladnou, jejich velikost se zmenšuje. Zatímco velká velikost mladého objektu, jakým je RIK 72b, je očekávána a velmi dobře jí rozumíme, BD-14 3065b by měl být vzhledem ke svému věku 2krát menší. Vysvětlit jeho velikost představovalo zajímavý hlavolam,“ vysvětlil Ján Šubjak z Astronomického ústavu Akademie věd ČR, který je hlavním autorem studie publikované ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.
Ondřejovská hvězdárna potvrdila prvního hnědého trpaslíka z americké mise TESS
Na studii se kromě tohoto slovenského odborníka působícího na tuzemské Akademii věd podíleli i jeho čeští a další zahraniční kolegové.
Co je hnědý trpaslík?
Hnědý trpaslík je definován jako plynný objekt na rozmezí mezi hvězdami a planetami. Na rozdíl od hvězd však nespaluje vodík v termonukleární reakci. Spaluje ale deuterium, čímž se liší od planet.
- Jako deuterium se označuje atom s jádrem 2H, který má v jádře jeden proton a jeden neutron a od běžného vodíku se liší zejména atomovou hmotností. Často mu bývá přiřazována i chemická značka D, přestože se nejedná o jiný prvek.
Ke spalování dochází velmi intenzivně v mladém věku, jelikož se hnědí trpaslíci rodí velmi horcí a rychlost termonukleárních reakcí silně závisí na teplotě. Spalování probíhá, dokud se zásoby deuteria nevyčerpají, případně se hnědý trpaslík stane příliš chladný, aby spalování pokračovalo. To závisí na hmotnosti hnědého trpaslíka. Ti hmotnější spálí všechny zásoby velmi rychle, zatímco ti málo hmotní (kteří jsou těsně u hranice s planetami, která je přibližně 12 hmotností Jupiteru) vychladnou, aniž by spálili všechny zásoby deuteria.
Intenzivní interakce s blízkou hvězdou
BD-14 3065b obíhá velmi blízko kolem své hvězdy s oběžnou periodou pouhých 4,3 dne v šestině vzdálenosti našeho Merkuru od Slunce. V takové blízkosti jsou záření od hvězdy a slapová interakce s hvězdou velmi intenzivní.
Klíčem k pochopení velikosti BD-14 3065b se podle vědců ukázala být energie distribuovaná uvnitř objektu vlivem interakcí s hvězdou.
Planety u exotických hvězdných majáků mohou mít polární záře
Díky studiu plynných exoplanet v blízkosti hvězd známe několik mechanismů, které ohřívají jejich nitro, což způsobí expanzi.
„V tomto případě se však každý z těchto mechanismů ukázal být nedostatečně energetický pro vysvětlení pozorované velikosti. Jelikož se však objekt nachází na hranici mezi exoplanetou a hnědým trpaslíkem, většinu svého života pravděpodobně spaloval deuterium velmi pomalým tempem a deuterium stále představuje nespotřebovaný energetický zdroj. Zvýšení vnitřní teploty vlivem interakce s hvězdou prudce zvýší rychlost termonukleárních reakcí, pomocí kterých už dokážeme vysvětlit pozorovanou velikost,“ popsal Šubjak, který působí i v Centru pro astrofyziku Harvardské univerzity a Smithsonova institutu v USA.
Masivní spalování deuteria začalo poměrně nedávno
Jenže BD-14 3065b se v okolí své hvězdy nachází celý svůj život - proč tedy už dávno nespálil své zásoby deuteria?
Sluneční soustavu může nakonec zničit bílý trpaslík
Důvodem je podle astronomů skutečnost, že hvězda, kolem které obíhá, nedávno opustila takzvanou hlavní posloupnost a stala se „červeným podobrem“, čímž téměř dvojnásobně zvětšila svoji velikost.
„Tohle představovalo nejdůležitější kousek skládačky. Nedávný nárůst velikosti zintenzivnil interakci mezi tělesy a množství energie hromaděné v BD-14 3065b. To znamená, že takto prudké spalování deuteria začalo teprve nedávno,“ dodal Šubjak.
Tedy v pokročilém věku objektu.
Jednou za život. V souhvězdí Severní koruny letos nejspíš znovu zazáří nova
