Disky okolo "neúspěšných hvězd"

Hnědí trpaslíci jsou slabé a chladné objekty

Objekty známé jako hnědí trpaslíci jsou poměrně malé objekty - méně než 7% hmoty Slunce (případně 75 hmotností Jupitera). Jsou příliš malé, aby ve svém nitru dosáhly dostatečného tlaku a teploty k zahájení termonukleární reakce. Někteří astronomové považují hnědé trpaslíky za"chybějící článek" mezi planetami a hvězdami - nejsou ani jedno, ani druhé a přitom mají vlastnosti obou.

Nespalují vodík a helium jako běžné hvězdy, ale pokračují v emisi slabého světla díky pomalé kontrakci a chladnutí v průběhumilionů let. Svůj život končí neslavně jako bezvýznamné objekty.

Přestože byly hnědí trpaslící předpovědzení již v roce 1963, na jejich objev se čekalo až do roku 1995. Dlouhé čekání bylo převážně způsobeno jejich velmi slabým zářením - většina blízkých hnědých trpaslíků září tak málo, že jsou pozorovatelní pouze velkými teleskopy. Jako velmi chladné objekty emitují převážně infračervené záření.

Za použití vylepšené techniky je objevováné více a více těchto objektů. Nyní známe několik set hnědých trpaslíků. Mnoho z nichse nachází ve velmi známé mlhovině v Orionu.

Vznik hnědých trpaslíků

Astronomové jsou stále nejistí se způsobem vzniku hnědých trpaslíků. Mezi mnoha návrhy je způsob vzniku shodný s "normálními" hvězdami - kontrakcí mezihvězdné látky a také jiné způsoby založené na "katapultování hvězdného embrya". Tento scénář předpokládá, že velmi mladá hvězda, která stále nabaluje mezihvězdý materiál je "vykopnuta ze svého hnízda" jejími masivnějšími sousedy ve vícenásobných systémech.Tento dramatický proces zastaví další růst a hvězda skončí jako hnědý trpaslík.

Současná pozorování na ESO ukazují, že hnědí trpaslíci v mlhovině v Orionu se převážně formovaly jako hvězdy - kontrakcí v prachoplynovém mračnu. Vodítkem jsou pozorování je přebytek blízkého infračerveného záření z mnohých objektů. Tento přebytek je interpretován jako existence prachových mračen okolo hnědých trpaslíků. Pokud hnědí trpaslíci mají prachové disky stejně jako běžné hvězdy, pak se musí formovat stejným způsobem.

Infračervená pozorování hnědých trpaslíků

Nejnovější pozorování byla provedena v blízké infračervené oblasti (1.2-2.2 žm) na ESO 3.5m New Technology Telescope (NTT). Prachové disky okolo mladých hvězd (a pravděpodobně okolo hnědých trpaslíků) vyzařují převážně na delších vlnových délkách. Podrobnou studii těchto disků je tedy nejlepší dělat na zařízeních citlivých v těchto vlnových délkách. (10 - 1000 žm). Tento spektrální interval je jediný, ve kterém mohou být přímo detekovány emise vyzařované pevnými částečkami a tedy určit jejich složení.

První pozorování v těchto vlnových délkách proběhlo v roce 1995 na ESA Infrared Space Observatory (ISO). Bohužel, zařízení na ISO měla malou ostrost a byla rušena zářením z ostatních objektů v zobrazeném poli.

Astronomové dlouho čekali na pozorování ze zemského teleskopu ve středních infračervených délkách. Hnědí trpaslíci jsou velmi slabě zářící objekty a na velkých dalakohledech je málo zařízení pracujících v těchto vlnových délkách.

Pozorování pomocí TIMMI2

Na La-Silla (Chille) proběhlo první pozemské pozorování hnědých trpaslíků ve středním pásmu infračerveném pásmu pomocí Thermal Infrared Multimode Instrument (TIMMI2) na ESO 3.6 dalekohledu.

Dalekohled byl zam25en na osm hn2d7ch trpasl9k; a zaznamenal emise na třech různých vlnových délkách (5, 9.8 and 11.9 žm). Přestože jsme byli schopni určit pouze horní limity vyzařování od pěti objektů, tyto výsledky jsou velmi důležité při snaze porozumět vývoji hnědých trpaslíků, říká vedoucí týmu Daniel Apai.

Jeden z objektů, známý jako Cha HA 2 nacházející se v souhvězdí Chameleon byl dříve pozorován pomocí ISO. Snímky z HST naznačují, že jse o duální systém. Tento poměrně mladý hnědý trpaslík je členem velmi mladé oblasti formování hvězda Cha I - věk byl odhadnut na 2-4.5 milionu let.

Pozorování ISO naznačila existenci prachového disku okolo tohoto objektu - to bylo potvrzeno novým pozorováním pomocí TIMMI2.Navíc nová měření ukázala absenci silných emisí silikátů. To indikuje, že disk okolo Cha HA 2 je relativně hustý a plochý bez horké vnější slupky.

Další hnědý trpaslík pozorovaný TIMMI2 - LP 944-20 se nachází v souhvězdí Fornax (Kamna) ve vzsálenosti pouze 15 světelných let. Je mnohem starší než Cha HA 2 - pravděpodobně 500-650 milionů let. V tomto případě bylo stáří určeno pomocí síly spektrálních čar Lithia - čím je objekt starší, tím méně obsahuje Lithia. Pozorování ukazují, že záření přichází ze samotného hnědého trpaslíka - neobsahuje prachový disk.

Evolution of Brown Dwarfs

Daniel Apai vysvětluje: "Toto velmi dobře zapadá do současných představ o vývoji hnědých trpaslíků. Vznikají kontrakcí prachoplynového mračna. Alespoň někteří si v průběhu tohoto procesu udrží obklopující disk. Během času tento disk zmizí, lze ho tedy naláz pouze u mladých hnědých trpaslíků."

Zatím není jasné, zda se v těchto discích formují planety (jako se tvočí okolo ostatních hvězd), ale může se to dít. Pouze další pozorování citlivějšími přístroji mohou osvětlit tyto zajímavou otázku.

Další pozorování

Very Large Telescope (VLT) bude brzy vybaven VLT Mid Infrared Spectrometer/Imager (VISIR) - velmi citlivým zařízením pracujícím ve středním infračerveném pásmu.

V budoucnosti vznikne Atacama Large Millimeter Array (ALMA), který poskytne velkou příležitost k detailnímu studiu hnědých trpaslíků. S nepřekonatelnou citlivostí a velmi dobrou obrazovou ostrostí bude ALMA schopen zobrazit disk okolo nejbližších hnědých trpaslíků a možná objevit náznak formujících se planet.

http://www.eso.org