Умјетничка илустрација бинарног пара смеђих патуљака. Кликните за увећање.
Један од најтежих задатака за астрономе је да схвате колико су масивни удаљени објекти. Свемирски телескоп Хуббле помогао је астрономима да мере масу бинарног пара смеђих патуљака - неуспелих звезда - док се врте око орбите. Један патуљак је 55 пута већи од масе Јупитера, а други је 35 пута већи од масе. Свака мора имати 80 пута већу масу Јупитера пре него што је имала довољно масе да покрене фузиону реакцију.
По први пут астрономи су успели да одвагну бинарни пар смеђих патуљака и прецизно измере њихов пречник. Овакве врсте тачних мерења нису могуће када се посматра само један смеђи патуљак.
Будући да су њихове орбите нагнуте ивицом ка Земљи, патуљци пролазе један поред другог, стварајући помрачења. Ово је први бинарни патуљасти бинарни помрачење икад откривен. Пар нуди необичну прилику за тачно одређивање масе и пречника патуљака, пружајући пресудне тестове теоријских модела.
Смеђи патуљак је мало разумљива средња класа небеског објекта која је премала за одржавање реакција фузије водоника, попут оних које покрећу наше Сунце. Међутим, смеђи патуљци су десетине пута масивнији од највеће планете Сунчевог система, Јупитера, и толико су превелики да би били планета.
Откриће упарених смеђих патуљака и критична мерења данас су у научном часопису Натуре извели тим астронома: Јефф Валенти са Института за свемирски телескоп (СТСцИ), Роберт Матхиеу са Универзитета Висцонсин-Мадисон и Кеиван Стассун са Универзитета Вандербилт.
Један патуљак је 55 пута већи од Јупитерове масе; други је 35 пута хефтији од Јупитера (са 10-постотном грешком). Да би се квалификовали као звезда и спалили водоник нуклеарном фузијом, патуљци би морали бити 80 пута масивнији од Јупитера. За поређење, Сунце је 1.000 пута масивније од Јупитера.
Астрономи су изненађени када открију да је масивнији смеђи патуљак хладнији пар, супротно свим предвиђањима о смеђим патуљцима исте старости. Или њих двоје нису исте доби и можда су заробљени, или су теоријски модели погрешни, кажу истраживачи.
Браон патуљасти пар лебди једно око другог тако близу да изгледају као један предмет кад се посматра са Земље. Будући да је њихова орбита тркалишта рубна, два објекта периодично пролазе испред, или се помраче. Ове помрачења узрокују редовне дубоке светлине комбиноване светлости која долазе од оба објекта. Прецизним тачним тим окултацијама астрономи су могли да утврде орбите оба објекта. Помоћу ове информације астрономи су користили Њутонове законе кретања да би израчунали масу два патуљака.
Поред тога, астрономи су израчунали величину два патуљака мерећи трајање измотавања у њиховој светлосној криви. Будући да су толико млади, патуљци су изузетно масни: приближно истог пречника као и Сунце. Јер се пар налази у магли Орион, која је у близини звездана расадница са звездама старим мање од 10 милиона година.
Анализа светлости која долази од патуљастог пара показује да су патуљци црвенкасто испуњени. Садашњи модели такође предвиђају да смеђи патуљци треба да имају "временске прилике" - појасеве и тачке налик облаку сличне онима видљивим на Јупитеру и Сатурну.
Мерећи разлике у спектру светлости који долазе из пара, астрономи су такође одредили температуру површине патуљака. Теорија предвиђа да би масивнији члан пара смеђих патуљака требао имати вишу површинску температуру. Али открили су управо супротно. Тежа од ове две има температуру од 4.310 степени Фаренхајта (2.650 степени Келвина), а мања, 4.562 степена Ф (2.790 степени К). Они се упоређују са температуром Сунчеве површине од 9.980 степени Ф (5.800 степени К).
„Једно од могућих објашњења је да два објекта имају различито порекло и старосну доб“, каже Стассун. Ако је то случај, онда подржава један од резултата најновијих напора за симулацију процеса формирања звезда. Ове симулације предвиђају да се смеђи патуљци створе тако близу један да могу вјероватно пореметити међусобну формацију.
Нова запажања потврђују теоријско предвиђање да смеђи патуљци почињу као објекти величине звезда, али са старењем се смањују и хладе и постају све веће величине планета. До сада је једини смеђи патуљак чија је маса директно измерена био много старији и загаситији.
Многи астрономи мисле да су смеђи патуљци заправо најчешћи производ процеса стварања звјезданих. Дакле, информације о смеђим патуљцима могу пружити драгоцене нове увиде у динамичне процесе који стварају звезде из колапса међувласне прашине и гаса.
Будући да су стари смеђи патуљци мањи и тамнији од истинских звезда, тек последњих година побољшања технологије телескопа омогућују астрономима да каталогизирају стотине слабих објеката за које мисле да су смеђи патуљци. Али да би одабрали смеђе патуљке из других врста слабих објеката, потребан им је начин да процене њихову масу, јер маса је судбина звезда и објеката сличних звезди.
Постојање смеђих патуљака први пут је предложено у 1980-има, али тек 2000. године је смеђи патуљак откривен недвосмислено. Док су смеђи патуљци били хипотетички објекти, астрономи су их разликовали од планета на начин на који су настали. Смеђи патуљци и звезде настају на исти начин, из облака који се урушава међузвездану прашину и гас. Планете су изграђене од дискова прашине и гаса који окружују формирајуће звезде. Једном када су астрономи открили првог кандидатовог смеђег патуљка, схватили су да је патуљака врло тешко разликовати од планета, посебно када имају звездане пратиоце. Тако растућа група астронома фаворизује дефинисање смеђих патуљака као објеката од 13 до 80 пута масивнијих од Јупитера.
Истраживања су обавили са два сета телескопа који се налазе у чилеанским Андама, око 100 миља северно од Сантијага: Мали и умерени систем за истраживање бленде (СМАРТС), којим управља конзорцијум који укључује Научни институт за свемирски телескоп и Универзитет Вандербилт, и Међународни опсерваториј за Близанце, којим управља Национална научна фондација.
Изворни извор: Хуббле Невс Релеасе
