Nowe badanie pokazuje, że brązowe karły – często nazywane „nieudanymi gwiazdami” ze względu na ich niezdolność do podtrzymywania syntezy jądrowej – mogą pokonać to ograniczenie poprzez zaskakujący mechanizm: łącząc się z innym brązowym karłem lub przenosząc masę od towarzysza. Proces ten może pozwolić im zapalić się jako pełnoprawne gwiazdy.
Problem z brązowymi karłami
Brązowe karły powstają jako gwiazdy poprzez zapadanie się w gęstych obszarach obłoków gazu międzygwiazdowego. Brakuje im jednak masy krytycznej potrzebnej do przekształcenia wodoru w hel, która określa cechy prawdziwej gwiazdy. Ważąc się od 13 do 80 mas Jowisza, zajmują dziwną pozycję pośrednią między planetami i gwiazdami. Przez dziesięciolecia obiekty te uważano za gwiazdy ślepej uliczki, niezdolne do osiągnięcia progu zrównoważonej produkcji energii.
Druga szansa: transfer masy i kolizja
Zespół naukowców pod kierownictwem Samuela Whitebooka z Caltech odkrył blisko rotującą parę brązowych karłów, oznaczoną jako ZTF J1239+8347, położoną w odległości około 1000 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Naukowcy przeanalizowali dane z Zwicky Transient Facility (ZTF) i odkryli, że jeden z brązowych karłów aktywnie wyciąga materię ze swojego towarzysza. Transfer ten mógłby zapewnić wystarczającą masę do napędzania syntezy jądrowej. Alternatywnie mogłyby całkowicie zderzyć się, tworząc nową gwiazdę o wystarczającej masie.
Ten rodzaj przenoszenia masy jest niezwykły, ponieważ jest rzadko spotykany w obiektach tej wielkości. Poprzednie przypadki miały miejsce w przypadku znacznie większych ciał gwiazdowych. Jak wyjaśnił Whitebook: „Gwiazdy, które upadły, dostają drugą szansę… mogą wykazać się bardzo interesującą fizyką dynamiczną”.
Jak to działa: Space Sling
Dokładne przyczyny powstania układu podwójnego ZTF J1239 pozostają niejasne, ale naukowcy spekulują, że brązowe karły były przyciągane grawitacyjnie z oddzielnych układów. Kiedy już znalazły się na orbicie, zbliżyły się do siebie spiralnie, a masywniejszy brązowy karzeł odrywał materię od swojego towarzysza. Proces ten jest widoczny jako jasna plama na gęstszym brązowym karle, świecąca, gdy materia jest wypychana na jego powierzchnię.
„Kiedy grawitacja jednej gwiazdy zostaje pokonana przez drugą, materia zaczyna płynąć… jakby wylewała się z dyszy” – powiedział Whitebook. Gwałtowne wahania jasności systemu, zmieniające się co 57 sekund, po raz pierwszy przykuły uwagę badaczy przeglądających Archiwum Zmienności ZTF.
Implikacje i dalsze badania
Odkrycie to dowodzi, że brązowe karły niekoniecznie są gwiazdami słabszymi. Mogą aktywnie współdziałać i kształtować swoje przeznaczenie poprzez gwałtowne lub trwałe przeniesienie masy. Zespół spodziewa się, że przyszłe obserwatorium Vera Rubin wykryje dziesiątki takich układów, co zapewni wyraźniejszy obraz powszechności tych zdarzeń.
Odkrycia sugerują, że uszkodzone gwiazdy mogą być znacznie bardziej dynamiczne niż wcześniej sądzono, co podważa tradycyjne rozumienie powstawania i ewolucji gwiazd. Dalsze badania mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia prawdziwego rozpowszechnienia „drugich szans” we wszechświecie.
