Wszechświat jest pełen gwiazd, które nigdy się nie zaświeciły. Takie właśnie są brązowe karły, zwane również niedoszłymi gwiazdami. Mają one masę większą od masy najcięższych znanych planet, ale mniejszą od najlżejszych gwiazd. W ich jądrach nie zachodzi fuzja jądrowa: atomy wodoru nie łączą się ze sobą, tworząc hel. W rezultacie gwiazda nie świeci (albo robi to bardzo rzadko).
Taki właśnie obiekt wykryli naukowcy pracujący w zeszłym roku z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba. Otrzymali oni czas obserwacyjny, by przyjrzeć się bliżej 12 brązowym karłom. Jeden z nich okazał się wyjątkowy. Samotny brązowy karzeł W1935 emituje metan widoczny w podczerwieni. W przypadku tego rodzaju obiektów astronomicznych nigdy nie zanotowano czegoś podobnego.
Co wiemy o nowo odkrytej niedoszłej gwieździe?
– Metan występuje na planetach olbrzymach i brązowych karłach. Jednak zazwyczaj pochłania światło, a nie emituje je – mówi Jackie Faherty, szefowa zespołu badaczy. – Na początku byliśmy zdezorientowani tym, co zobaczyliśmy. Jednak szybko zamieniło się to w czyste podniecenie.
Brązowego karła W1935 dzieli od Ziemi 47 lat świetlnych. Jego masa nie została oszacowana dokładnie. Jak przypuszczają badacze, wynosi miedzy 6 a 35 razy więcej niż masa Jowisza. Temperatura powierzchni to tylko 200 st. C – znacznie mniej niż wynosi temperatura powierzchni sąsiadki Ziemi, Wenus. Jak napisano w oświadczeniu prasowym, dokładnie w takiej samej temperaturze wypieka się ciasteczka typu brownie.
Co sprawia, że brązowy karzeł jest nietypowy?
To nie koniec niespodzianek związanych z niedoszłą gwiazdą W1935. Modele komputerowe przyniosły kolejne zdumiewające odkrycie. Jest bardzo prawdopodobne, że w atmosferze tego brązowego karła zachodzi inwersja temperatury. To oznacza, że niższe warstwy atmosfery są chłodniejsze niż wyższe.
Inwersja temperatury sama w sobie nie jest niczym niezwykłym. Często występuje na planetach krążących wokół gwiazdy, która ogrzewa zewnętrzne warstwy ich atmosfery. Jednak W1935 jest samotnym obiektem. Nie ma zatem żadnego zewnętrznego źródła energii, które rozgrzewałoby jego atmosferę.
Co wykazało porównanie z Jowiszem i Saturnem?
Żeby wyjaśnić nietypowe zjawiska zachodzące na W1935, naukowcy zwrócili uwagę na dwie planety Układu Słonecznego. Zarówno Jowisz, jak i Saturn emitują metan i mają inwersję temperatury. W obu przypadkach prawdopodobną przyczyną tych zjawisk są zorze. Badacze przypuszczają, że zorze występują również na W1935.
Skąd się biorą zorze? Na Jowiszu, Saturnie i Ziemi wywołują je wysokoenergetyczne cząstki, których źródłem jest Słońce. Oddziałują one z polem magnetycznym planet i atmosferą, podgrzewając jej najbardziej zewnętrzne warstwy. Jednak taki mechanizm nie może być wyjaśnieniem potencjalnych zórz na W1935. Ta niedoszła gwiazda jest bowiem samotna. Nie owiewa jej żaden „słoneczny” wiatr.
Czy księżyc może być źródłem zórz?
Możliwe jednak, że niezupełnie. W Układzie Słonecznym do powstawania zórz przyczyniają się również księżyce. W przypadku Jowisza mowa o Io, Saturna zaś – o Enceladusie. Io wyrzuca w przestrzeń kosmiczną lawę (na wiele kilometrów), Enceladus – m.in. parę wodną. Jeśli księżyc choćby okresowo wypuszcza w przestrzeń kosmiczną materię, może ona opadać na pobliski bardziej masywny obiekt – planetę albo gwiazdę. I powodować pojawienie się na niej zorzy.
Możliwe, że to właśnie dzieje się na W1935. Jeśli w jej okolicach znajduje się aktywny księżyc, mógłby być wyjaśnieniem wszystkich tajemnic związanych z tą gwiazdą. Teraz jednak naukowcy będą musieli potwierdzić jego istnienie.
Na razie badacze zachwycają się – po raz kolejny – Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba. – Za każdym razem kiedy astronom zwraca go w stronę jakiegoś obiektu astronomicznego, pojawia się szansa na odkrycie urywające głowę – podkreśla Jackie Faherty.
Badania brązowego karła W1935 zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature”.
Źródła: EurekAlert, Space.com, Nature.
