Napjaink fontos csillagászati kérdései közé tartozik a bolygók és csillagok közötti "határvonal" vizsgálata – már ha egyáltalán létezik ilyen. Jelenlegi tudásunk szerint a hidrogénfúzió a legalább 0,075 naptömegű csillagok belsejében indul be. Az ennél alacsonyabb tömegű égitestek is termelhetnek egy kevés energiát, lítium, illetve deutérium fúziója révén (ezeket az objektumokat nevezzük barna törpéknek), azonban kb. 0,013 naptömeg (azaz kb. 13 jupitertömeg) alatt már semmilyen magreakció nem indul be – így elméletileg ez a tömeg jelenti a határt az óriásbolygók és törpecsillagok között. Hogy valóban létezik-e ez az éles határtömeg, illetve hogy milyen különbségek vannak a nagy tömegű bolygók és a nagyon kis tömegű csillagok keletkezése és fejlődése között, még egyáltalán nem tisztázott kérdések.
Az utóbbi években több tucat objektumot fedeztek fel az 5 és 80 jupitertömeg közé eső tartományban, közülük többet kettős vagy többes rendszerben. A két barna törpét, vagy egy hideg törpecsillagot és egy óriásbolygót tartalmazó rendszereket ultrahideg törpekettősöknek nevezzük. Az ilyen, "átmeneti" tartományba eső objektumok alapos vizsgálata segíthet megérteni a bolygó- és csillagkeletkezés eddig homályban maradt részleteit.
Spanyol csillagászok egy csoportja a 4,2 m átmérőjű William Herschel távcsővel (Kanári-szigetek) vizsgálta az UScoCTIO 108 jelű barna törpecsillagot. Az objektum egy, a Scorpius csillagképben látszó, tőlünk mintegy 470 fényévnyire lévő csillagasszociációban található. A látható, illetve közeli infravörös tartományban végzett mérések alapján sikerült azonosítani egy kísérő égitestet, mely kb. 670 Csillagászati Egységnyire (azaz 670 Nap-Föld távolságban) kering a főkomponens körül. Ez az eddig talált legtágabb, s egyúttal leggyengébb gravitációs kötöttségű ultrahideg törpekettős rendszer.
A Herschel távcső felvételeiből összeállított, színes kompozitkép az UScoCTIO 108 rendszer tagjairól (Béjar és mtsai)
A színképi vizsgálatok alapján a két komponens hőmérsékletére 2700±100, ill. 2350+100-400 Kelvin, tömegükre 60±20, illetve 14+2-8 jupitertömeg adódott – azaz a kísérő égitest tömege nagyon közel van a már említett elméleti bolygó-csillag határtömeghez. Becsült hőmérséklete alapján viszont az új objektum inkább törpecsillag, mint planéta (az óriásbolygók feltételezett maximális hőmérséklete 600-700 K körül lehet).
Az UScoCTIO 108 újonnan felfedezett tagjának létrejötte nehezen magyarázható azzal az elterjedt elmélettel, miszerint a kettős rendszerben lévő, kistömegű barna törpék – a bolygókhoz hasonlóan – a főkomponens körüli akkréciós korongban alakulnak ki. A számítások szerint egy ekkora tömegű kísérő – ezen a módon – a főcsillaghoz csak jóval közelebb jöhetett volna létre. A gyenge gravitációs kötöttség miatt az is valószínűtlen, hogy a kettős egy instabil többes rendszerből lökődött volna ki.
A V.J.S. Béjar (Instituto de Astrofísica de Canarias) által vezetett kutatócsoport feltételezése szerint a rendszer – a hagyományos kettőscsillagok egyik lehetséges kialakulási módjához hasonlóan – egy nagyobb tömegű csillagkezdemény szétdarabolódása során keletkezett. Ha a csillaghalmazok sűrűbb, centrális tartományaiban nagy számban megy végbe hasonlóan tág, ultrahideg kettősök kialakulása, akkor bizonyos esetekben a kisebb komponensek elszakadhatnak a főcsillagtól – ez pedig magyarázatot adhat a közelmúltban felfedezett, magányos, bolygóméretű objektumok létére.
Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóirat februári számában jelent meg.
Forrás: ING Press Release, 2008.03.23.
Kapcsolódó cikkeink: