Barna törpék párban

Sikerült az Orion-köd térségében lévő, két egymás körül keringő barna törpe tömegét, méretét és hőmérsékletét minden korábbinál pontosabban megállapítani.

A barna törpék olyan "félresikerült csillagok", amelyek tömege a Jupiterének 13-80-szorosa között van, és emiatt a "normális" csillagokra jellemző fúziós energiatermelő folyamatok nem zajlanak bennük. Több szakember véleménye szerint a csillagközi felhők összehúzódásakor a csillagkeletkezés folyamatának leggyakoribb végeredményei nem is csillagok, hanem ezek a furcsa objektumok. Igen elterjedtek tehát, és vizsgálatuk bepillantást nyújthat a csillagkeletkezés folyamatába.

Ezúttal egy különleges barna törpe-párost azonosítottak az 1500 fényévre lévő Orion-ködben, a legismertebb csillagkeletkezési régióban. Részletes elemzésükkel sikerült eddig legpontosabban közvetlenül megmérni tömegüket, méretüket és felszíni hőmérsékletüket. További fontos jellemzőjük, hogy ezek az eddig ismert és részletesen tanulmányozott legfiatalabb barna törpék.

Jeff Valenti (STScI), Robert Mathieu (University of Wisconsin-Madison) és
Keivan Stassun (Vanderbilt University) a cerro tololoi Inter-American Obszervatórium és a Gemini Obszervatórium távcsöveivel vizsgálták a párost. A két égitest annyira közel kering egymáshoz, hogy közvetlenül nem lehet szétválasztani fényüket. Azonban keringésük során a Földről nézve időnként elfedik egymást - így mégis lehetséges sugárzásukat külön-külön tanulmányozni.

Kiderült, hogy egyikük tömege 5,5%-a, a másiké 3,5%-a a Napénak, azaz közel 30, illetve 50-szerese a Jupiter tömegének (mindez 10%-os hibahatáron belül). Méretük ugyanakkor igen nagy: 70- és 50%-a a Nap átmérőjének, amit jórészt a kialakulásuk utáni magas hőmérséklet okoz. Az elméleti előrejelzések alapján kettőjük közül a nagyobb tömegű égitestnek kellett volna melegebbnek lennie - a gyakorlatban azonban ennek az ellentéte mutatkozott.

A nagyobb tömegű barna törpe felszíne (az a rétege, ahonnan a látható sugárzás legnagyobb része érkezik) 2650 K, a kisebbé 2790 K hőmérsékletű volt. Ugyanez az érték a Napnál jelenleg 5900 K körüli. A hőmérsékletek ilyetén alakulását egyelőre nem tudjuk pontosan megmagyarázni - talán az egymáshoz közeli kialakulásnak és kölcsönhatásnak, esetleg a mágneses terek eltérő jellegének lehet eredménye a várakozással ellenkező hőmérsékletarány.

Fantáziarajz a két, egymás körül keringő barna törpéről (kép: STScI)

A páros emellett nagyon fiatal, mindössze néhány millió éves. Az új megfigyelés igazolta a korábbi feltételezést, amely szerint a barna törpék is a csillagokhoz hasonlóan, sugározva kezdik életüket. Később, öregedésük során hűlnek és zsugorodnak, megjelenésük pedig egyre inkább emlékeztet egy óriásbolygóéra. A barna törpék a fősorozati csillagok fúziós reakcióira (négy hidrogén atommagból egy hélium atommag létrehozására) nem képesek, de centrumukban életük elején egy ideig még protonok és deutérium-atommagok fúzionálásával ún. könnyű héliumot létrehoznak - olyan héliumizotópok atommagjait, amelyekben két neutron helyett csak egy van. Ez az egzotikus fázis csak néhány millió évig tart - a két fenti objektum jelenleg éppen ebben az állapotban lehet.

Kereszturi Ákos