Ten niecodzienny system, oznaczony jako UPM J1040−3551 AabBab, to coś więcej niż tylko ciekawostka. To potencjalne laboratorium naturalne, które może pomóc nam zrozumieć naturę brązowych karłów – obiektów od dziesięcioleci frustrujących naukowców swoją niejednoznacznością.
Kosmiczna układanka z czterema elementami
Układ gwiazd składa się z dwóch par obiektów krążących wokół siebie w precyzyjnym, choć niezwykle powolnym tańcu. Pierwszą parę tworzą czerwone karły oznaczone jako UPM J1040−3551 Aab. Każda z tych gwiazd ma masę około 17% masy Słońca i emituje charakterystyczne pomarańczowe światło o temperaturze około 3200 kelwinów, co odpowiada około 2900°C.
Czytaj także: Ten obiekt w kosmosie łamie wszystkie zasady. Naukowcy są w szoku
Druga para to znacznie bardziej enigmatyczne brązowe karły UPM J1040−3551 Bab. Te zimne, ciemne obiekty mają temperatury zaledwie 820 i 690 kelwinów (550°C i 420°C), przez co są praktycznie niewidoczne w świetle widzialnym. Nawet w bliskiej podczerwieni ich jasność jest około tysiąc razy mniejsza niż pary czerwonych karłów.
Cały system ma hierarchiczną strukturę, gdzie każda para okrąża się wzajemnie w cyklach trwających dziesiątki lat, podczas gdy obie pary krążą wokół wspólnego środka masy przez imponujący okres przekraczający 100 tysięcy lat. Dzieli je odległość 1656 jednostek astronomicznych, czyli ponad 1600 razy więcej niż dystans Ziemia-Słońce.
Brązowe karły i ich natura
Brązowe karły od lat stanowią poważny problem klasyfikacyjny dla astronomów. Są zbyt masywne, by uznać je za planety, ale jednocześnie zbyt lekkie, by stać się pełnoprawnymi gwiazdami. Brakuje im wystarczającej masy do utrzymania stabilnej fuzji jądrowej wodoru, która napędza zwykłe gwiazdy.
W przypadku brązowych karłów z tego systemu mamy do czynienia z obiektami o rozmiarach zbliżonych do Jowisza, ale o masach 10-30 razy większych. W przeciwieństwie do gwiazd, które utrzymują względnie stałą temperaturę przez miliardy lat, brązowe karły stopniowo się ochładzają, co radykalnie zmienia ich obserwowalne właściwości.
Ten proces chłodzenia tworzy fundamentalny problem badawczy znany jako degeneracja wieku i masy. Oznacza to, że młody, masywny brązowy karzeł może wyglądać identycznie jak stary, lekki obiekt tego typu. Bez niezależnego sposobu określenia wieku praktycznie niemożliwe jest precyzyjne oszacowanie masy tych ciał niebieskich.
Potencjał badawczy systemu
Odkrycie systemu UPM J1040−3551 może jednak zmienić tę sytuację. Fakt, że brązowe karły krążą w parze z czerwonymi karłami, daje astronomom unikalną możliwość niezależnego określenia wieku całego systemu na podstawie właściwości gwiazd. Emisja H-alfa z jaśniejszej pary sugeruje, że system liczy sobie od 300 milionów do 2 miliardów lat.
Taka informacja jest bezcenna dla kalibracji modeli atmosfer brązowych karłów i zrozumienia ich ewolucji. System może posłużyć jako wzorzec wieku do testowania teorii oraz potencjalnie jako wzorzec masy, jeśli przyszłe techniki obrazowania wysokiej rozdzielczości pozwolą rozdzielić parę brązowych karłów.
Wyzwania i przyszłe badania
Odkrycie było możliwe dzięki połączeniu danych z satelity Gaia i teleskopu WISE, uzupełnionych obserwacjami spektroskopowymi z teleskopu SOAR. Nie było to łatwe zadanie, biorąc pod uwagę, że brązowe karły są niezwykle ciemne – ich jasność wizualna wynosi zaledwie 14,6 magnitudo, co czyni je około 100 tysięcy razy słabszymi od Gwiazdy Polarnej.
Badacze planują kontynuować obserwacje tego unikalnego systemu. W przyszłości zaawansowane techniki obrazowania mogą pozwolić na rozdzielenie pary brązowych karłów i precyzyjne pomiary ich ruchu orbitalnego, co umożliwiłoby bezpośrednie określenie ich mas dynamicznych.
Czytaj także: Tajemniczy sygnał z Alfa Centauri A. Sąsiedni układ gwiezdny może skrywać nieodkrytą planetę
Historia astronomii uczy, że nawet najbardziej obiecujące odkrycia potrzebują czasu na weryfikację. Niemniej jednak ten rzadki poczwórny układ rzeczywiście może stać się ważnym elementem w rozwikływaniu zagadek, które od dekad intrygują astronomów. To krok w dobrą stronę, ale dopiero początek dłuższej drogi do pełnego zrozumienia natury brązowych karłów.