Astronomowie szacują, że Droga Mleczna zawiera co najmniej 100 miliardów brązowych karłów - gwiezdnych obiektów, które nie zmieniły się w pełnoprawne gwiazdy. Badania naukowców pokazują, jak bardzo tego typu gwiazdy są faktycznie powszechne w naszej galaktyce i jak aktywnie uczestniczą w powstawaniu nowych gwiazd. Liczby pokazują, że na 2-3 gwiazdy innych klas przypada co najmniej 1 brązowy karzeł.
Tego typu obiekty kosmiczne wyraźnie wyróżniają się na tle innych. Są zbyt duże i gorące (15-80 razy masywniejsze niż nasz Jowisz), aby można je było sklasyfikować jako planety, ale zbyt małe, aby być pełnoprawnymi gwiazdami - nie mają wystarczającej masy, aby utrzymać stabilną fuzję wodoru w jądrze. Jednak brązowe karły początkowo powstają w taki sam sposób, jak zwykłe gwiazdy, dlatego często nazywa się je gwiazdami nieudanymi.
W 2013 roku astronomowie zaczęli podejrzewać, że brązowe karły są dość powszechne w naszej galaktyce, licząc ich przybliżoną liczbę w regionie 70 miliardów. Jednak nowe dane przedstawione na National Astronomy Meeting, które odbyło się niedawno na Uniwersytecie w Hull w Anglii, sugerują, że w naszej galaktyce może znajdować się około 100 miliardów takich obiektów kosmicznych. Biorąc pod uwagę, że cała Droga Mleczna może zawierać około 400 miliardów gwiazd, liczba brązowych karłów jest imponująca i rozczarowująca.
Aby udoskonalić wyniki, astronomowie zbadali ponad tysiąc brązowych karłów znajdujących się w promieniu nie większym niż 1500 lat świetlnych. Ponieważ gwiazdy tej klasy są bardzo słabe, obserwowanie ich z większej odległości jest niezwykle trudne, jeśli nie niemożliwe. Większość znanych nam brązowych karłów została znaleziona w nowych regionach gwiazdotwórczych, znanych jako gromady. Jedną z takich gromad jest NGC 133, która zawiera prawie tyle samo brązowych karłów, co zwykłe gwiazdy.
Wydawało się to bardzo dziwne Alexowi Scholzowi z Uniwersytetu St Andrews i jego koleżance Koralce Muzhich z Uniwersytetu Lizbońskiego. Aby dokładniej zrozumieć częstotliwość narodzin brązowych karłów w gromadach gwiazd o różnych gęstościach, naukowcy postanowili poszukać bardziej odległych karłów w gęstszej gromadzie gwiazd RCW38.
Astronomowie wykorzystali adaptacyjną kamerę optyczną NACO na Bardzo Dużym Teleskopie ESO, aby zobaczyć odległą gromadę oddaloną o około 5000 lat świetlnych. Podobnie jak w przypadku poprzednich obserwacji, tym razem naukowcy odkryli również, że liczba brązowych karłów w tej gromadzie stanowi prawie połowę całkowitej liczby znajdujących się w niej gwiazd, co z kolei sugeruje, że częstotliwość narodzin brązowych karłów w ogóle nie zależy od skład gromad gwiazd.
Kolorowy obraz jądra młodej, ale masywnej gromady gwiazd RCW 38, dla którego dane uzyskano za pomocą adaptacyjnej kamery optycznej NACO zainstalowanej na teleskopie ESO Very Large Telescope
„W tych gromadach znaleźliśmy dużą liczbę brązowych karłów. Okazuje się, że niezależnie od rodzaju gromady, ta klasa gwiazd jest dość powszechna. A ponieważ brązowe karły tworzą gromady razem z innymi gwiazdami, możemy stwierdzić, że w naszej galaktyce jest ich naprawdę dużo”- komentuje Scholz.
Film promocyjny:
Możemy mówić o liczbie 100 miliardów. Jednak może być ich jeszcze więcej. Przypomnij sobie, że brązowe karły to bardzo słabe obiekty gwiezdne, więc ich nawet słabsi przedstawiciele nie mogli po prostu dostać się w pole widoczności astronomów.
W chwili pisania tego tekstu wyniki najnowszych badań Scholza czekały na krytyczną analizę ze strony zewnętrznych naukowców, ale pierwsze uwagi na temat tych obserwacji przekazał Gizmodo astronom John Omira z Saint Miguel College, który nie był zaangażowany w prace, ale uważa, że liczby odzwierciedlone w nich mogą być są poprawne.
„Dochodzą do liczby 100 miliardów, przyjmując wiele założeń. Ale w rzeczywistości wniosek dotyczący liczby brązowych karłów w gromadzie gwiazd opiera się na tak zwanej funkcji masy początkowej, która opisuje rozkład mas gwiazd w gromadzie. Jeśli znasz taką funkcję i wiesz, z jaką częstotliwością galaktyka tworzy gwiazdy, możesz obliczyć liczbę gwiazd określonego typu. Dlatego jeśli pominiemy kilka założeń, liczba 100 miliardów naprawdę wydaje się realna”- skomentował Omira.
Porównując liczbę brązowych karłów w dwóch różnych gromadach - z gęstym i mniej gęstym rozmieszczeniem gwiazd - naukowcy wykazali, że środowisko, w którym pojawiają się gwiazdy, nie zawsze jest kluczowym czynnikiem regulującym częstotliwość występowania tego typu obiektów gwiazdowych.
„Powstawanie brązowych karłów jest ogólnie uniwersalną i integralną częścią procesu formowania się gwiazd” - mówi Omira.
Profesor Abel Mendes z Planetary Habitability Laboratory, inny astronom, który również nie był zaangażowany w omawiane badanie, mówi, że liczby zawarte w nowej pracy mogą rzeczywiście mieć sens, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że istnieje znacząca bardziej zwarte obiekty gwiezdne niż większe.
„Na przykład małe czerwone karły występują znacznie częściej niż wszystkie inne typy gwiazd. Dlatego sugerowałbym, że nowe liczby są bardziej prawdopodobne, nawet przy dolnej granicy”- mówi Mendes.
Płodność brązowych karłów ma oczywiście swoje minusy. Duża liczba gwiazd, które nie powiodły się, oznacza również spadek potencjału do zamieszkania. Mendes mówi, że brązowe karły nie są wystarczająco stabilne, aby utrzymać to, co powszechnie nazywa się strefą nadającą się do zamieszkania. Poza tym nie wszystkim astronomom podoba się samo określenie „nieudane gwiazdy”.
„Osobiście wolę nie nazywać brązowych karłów„ nieudanymi gwiazdami”, ponieważ moim zdaniem po prostu nie zasługują na tytuł gwiazd” - komentuje Jacqueline Facherty, astrofizyk z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej.
„Wolałbym raczej nazwać je„ planetami przerośniętymi”lub po prostu„ superplanetami”, ponieważ pod względem wskaźników masy są mimo wszystko bliżej tych obiektów astronomicznych niż gwiazd - mówi naukowiec.
NIKOLAY KHIZHNYAK