Pierwszy brązowy karzeł odkryty za pomocą radioteleskopu

Po raz pierwszy astronomowie wykorzystali obserwacje z radioteleskopu i dwóch obserwatoriów na Maunakea do odkrycia i scharakteryzowania zimnego brązowego karła, znanego również jako „super planeta” lub „nieudana gwiazda”. Odkrycie, oznaczone jako BDR J1750+3809, jest pierwszym obiektem protogwiazdowym wykrytym podczas obserwacji radiowych – do tej pory brązowe karły w dużej mierze odkrywano podczas badań nieba w podczerwieni.

BDR J1750+3809 (nazywany przez zespół odkrywców „Elegast”) został po raz pierwszy zidentyfikowany przy użyciu danych z teleskopu LOFAR w Europie, a następnie potwierdzony za pomocą teleskopów na szczycie Maunakea, a mianowicie Międzynarodowe Obserwatorium Gemini i InfraRed Telescope Facility (który jest obsługiwany przez University of Hawaiʻi). Bezpośrednie odkrycie tych obiektów za pomocą czułych radioteleskopów, takich jak LOFAR, jest znaczącym przełomem, ponieważ pokazuje, że astronomowie mogą wykrywać obiekty, które są zbyt zimne i słabe, aby można je było znaleźć podczas badań w podczerwieni, a być może nawet wykryć swobodnie pływające gazowe olbrzymie egzoplanety.

Badania zostały opublikowane w The Astrophysical Journal Letters. Astronom Michael Liu i doktorant Zhoujian Zhang z UH Institute for Astronomy (IfA) są współautorami artykułu. „Ta praca odkrywa zupełnie nową metodę znajdowania najzimniejszych obiektów unoszących się w pobliżu Słońca, które w innym przypadku byłyby zbyt słabe, aby je odkryć metodami stosowanymi przez ostatnie 25 lat” – powiedział Liu.

Brązowe karły w nowym świetle
Brązowe karły znajdują się na granicy pomiędzy największymi planetami a najmniejszymi gwiazdami. Czasami nazywane „nieudanymi gwiazdami”, brązowe karły mają niedostatek masy potrzebnej do wywołania fuzji wodorowej w swoim wnętrzu, i zamiast tego świecą w podczerwieni ciepłem pozostałym z procesu ich formowania się. Nazywane również „super planetami”, brązowe karły posiadają gazowe atmosfery, które bardziej przypominają gazowe olbrzymy w naszym Układzie Słonecznym niż jakiekolwiek gwiazdy.

Ponieważ w brązowych karłach nie zachodzą reakcje fuzji, które powodują świecenie Słońca, mogą one emitować światło o długości fal radiowych. Podstawowy proces zasilający tę emisję radiową jest znany, ponieważ zachodzi również na największej planecie Układu Słonecznego. Silne pole magnetyczne Jowisza przyspiesza naładowane cząsteczki, takie jak elektrony, które z kolei wytwarzają promieniowanie – w tym przypadku fale radiowe i zorze polarne.

Fakt, że brązowe karły są nadajnikami radiowymi, pozwolił międzynarodowemu zespołowi astronomów stojących za tym wynikiem, na opracowanie nowej strategii obserwacyjnej. Wcześniej wykryto emisje radiowe tylko z kilku zimnych brązowych karłów, które zostały odkryte i skatalogowane przez badania w podczerwieni, zanim zostały zaobserwowane za pomocą radioteleskopów. Zespół postanowił zmienić tę strategię, używając czułego radioteleskopu do odkrycia zimnych, słabych źródeł radiowych, a następnie przeprowadzić obserwacje w podczerwieni za pomocą teleskopów na Maunakea w celu ich sklasyfikowania.

„Zadaliśmy sobie pytanie: po co kierować nasze radioteleskopy na skatalogowane brązowe karły? Zróbmy po prostu duży obraz nieba i odkryjmy te obiekty bezpośrednio na falach radiowych” – powiedział Harish Vedantham, główny autor badań i astronom z ASTRON w Holandii.

Odkrycie BDR J1750+3809 jest nie tylko ekscytującym wynikiem samym w sobie, ale może też dać kuszące spojrzenie w przyszłość, w której astronomowie będą mogli mierzyć właściwości pól magnetycznych egzoplanet. Zimne brązowe karły są najbliższymi egzoplanetom obiektami, które astronomowie obecnie mogą wykrywać za pomocą radioteleskopów, a to odkrycie można wykorzystać do testowania teorii przewidujących siłę pola magnetycznego egzoplanet. Pola magnetyczne są ważnym czynnikiem w określeniu właściwości atmosferycznych i długoterminowej ewolucji egzoplanet.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
University of Hawaiʻi

IFA

arXiv

Vega

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *