2009.01.05. - Barna törpe csak barna törpével?

Egy új, 233 közeli csillagrendszerre kiterjedő felmérés szerint közülük mindössze kettő olyan, melyben egy normál csillagot barna törpe kísér, ugyanakkor olyan kettősök is ismertek, melyben mindkét komponens barna törpe.

A Hubble űrteleszkóp NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) műszerével végzett, a Nap közelében elhelyezkedő 233 csillagrendszerre kiterjedő felmérés alapján a mintában mindössze két olyan rendszer található, melyben a kísérő barna törpe, míg a főkomponens egy normál csillag, általában vörös törpe. Az eredmény szerint, melyet Sergio Dieterich (Giorgia State University, Atlanta) ismertett az Amerika Csillagászati Társaság (American Astronomical Society, AAS) 213., Kaliforniában zajló ülésén, az ún. "barna törpe hiány" (brown dwarf desert) probléma - azaz miért van olyan kevés barna törpe naptípusú csillagok körül - a legkisebb tömegű csillagokat is érinti. Dieterich szerint az, hogy a hidrogén magban történő fúziójához szükséges tömeghatár két oldalán elhelyezkedő objektumokból álló párok ilyen csekély számban fodulnak elő, különösen fontos annak fényében, hogy ismerünk olyan kettősöket, melyekben mindkét komponens barna törpe.

Fantáziarajz az 58 fényévre lévő 15 Sge katalógusjelű, G1V színképtípusú csillag körül keringő barna törpéről. Az új eredmény szerint a Nap közvetlen környezetében nagyon kevés ilyen rendszer létezik.
[Gemini Observatory]

A mostani felmérés a RECONS (Research Consortium on Nearby Stars) program része, ami a Nap közvetlen szomszédságában található csillagok egyedi és csoporttulajdonságainak feltérképezését célozza. Jelenlegi legfontosabb feladata a 10 parszek sugarú környezet még ismeretlen objektumainak felfedezése és tulajdonságaik leírása. A RECONS keretében a keresést már létező, az egész égboltra kiterjedő felmérések adatbázisaiban végzik, de ezeket természetesen kiegészítik több teleszkóp újabb mérési eredményeivel is. A barna törpék alacsony populáltságát jól mutatja, hogy a 10 parszek sugarú térrészben ma mindössze 12 barna törpe ismert, míg vörös törpéből 239-et listáznak a katalógusok. Érdekes, hogy az ismert barna törpék száma a vizsgált térrészben az exobolygókéval mérhető össze. Ez utóbbiak száma azonban nagy valószínűséggel növekedni fog, ahogyan a detektálási módszerek fejlődése egyre kisebb és kisebb bolygók kimutatását teszi lehetővé.

Dieterich és munkatársai eredményét kiegészíti egy másik, szintén az AAS ülésén bemutatott kutatás (Michaela Stumpf, Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg), mely szerint a barna törpék inkább saját fajtájukkal alkotnak párokat. A NICMOS által szolgáltatott, közel 10 évet átfogó észlelési anyag és földi, adaptív optikával felszerelt teleszkópok új mérései alapján Stumpf és kollégái meg tudták határozni a Kelu-1 AB katalógusjelű, barna törpe komponensekből álló kettős pályaelemeit. Eszerint a keringési periódus 38 év, s az erősen excentrikus pálya síkja majdnem a látóirányunkban helyezkedik el.

A Hubble űrteleszkóp NICMOS műszerével készült felvételek a Kelu-1 AB, barna törpékből álló kettősről. 1998-ban a komponensek a Hubble felbontásának határán belüli közelségben voltak, 2005-re azonban mintegy 830 millió kilométerre nőtt a szeparációjuk, így a kettős felbonthatóvá vált. A maximális (vetületi) távolság a két komponens között 880 millió km.
[NASA, ESA, S. Dieterich és T. Henry (Georgia State University), M. Stumpf (MPIA, Germany)]

A pályaparaméterek alapján Stumpfék a rendszer teljes tömegét 184 jupitertömegre teszik. Ez azért érdekes, mert spektroszkópiai és fotometriai mérések alapján a komponensek tömege nem lehet nagyobb 61, illetve 50 jupitertömegnél. (Ne feledkezzünk el továbbá a csillaggá válás körülbelül 75 jupitertömeges határáról sem.) Az elképzelés szerint a "hiányzó" tömeget egy harmadik komponens hordozhatja. Ha ez igaz, akkor ez lenne az első, három barna törpéből álló többes rendszer.

A barna törpék alacsony számának problémáját véglegesen a következő évtized egész égboltra kiterjedő infravörös felmérései oldhatják meg, melyek segítségével a ma még detektálhatatlan objektumok is kimutathatók lesznek, persze ha léteznek egyáltalán.

Forrás:

• STScI-2009-01