Astronomowie ostatecznie rozwiązali długotrwałą zagadkę związaną z brązowym karłem Gliese 229 B, odkrywając, że tak naprawdę nie jest to jedno ciało, lecz para ściśle powiązanych brązowych karłów krążących wokół siebie. To niesamowite odkrycie umożliwiło nowe poznania dotyczące natury tych obiektów subgwiazdowych, a jednocześnie rzuciło nowe światło na zrozumienie ich ewolucji i dynamiki. Dwa ciała w systemie, nazwane Gliese 229Ba i Gliese 229Bb, krążą wokół siebie co 12 dni, tworząc jeden z najściślej związanych układów binarnych brązowych karłów, jakie dotąd odkryto. To odkrycie otwiera możliwości nowych badań, zwłaszcza że dostarcza dodatkowych informacji na temat rozwoju i cech takich subgwiazdowych obiektów, które zajmują swoje miejsce pomiędzy gwiazdami a gazowymi gigantami.

Brązowe karły to fascynujące obiekty, które znajdują się na granicy między gwiazdami a planetami, a ich masa jest wystarczająco duża, aby mogły zachodzić reakcje termonuklearne, ale nie wystarczająco duża, aby były stabilne jak prawdziwe gwiazdy. Po odkryciu Gliese 229 B w 1995 roku, naukowcy odkryli, że ten brązowy karzeł posiada metan w swojej atmosferze, co jest charakterystyczne dla gazowych gigantów takich jak Jupiter, ale nie dla gwiazd. Jednak po prawie 30 latach obserwacji jasność tego obiektu pozostała nieodgadniona w kontekście jego oszacowanej masy wynoszącej 70 razy więcej niż masa Jowisza. Analiza wykazała, że przyczyną tej niezgodności w obserwacjach jest to, że Gliese 229 B tak naprawdę składa się z dwóch ciał – Gliese 229Ba i Gliese 229Bb – o masach 38 i 34 razy większych od masy Jowisza. Łączna jasność tych ciał odpowiada teraz temu, czego oczekiwano dla systemu o tej masie.

Zespół astronomów z Caltechu, kierowany przez doktoranta Jerry'ego W. Xuana, wykorzystał dwie kluczowe technologie do odkrycia binarnego charakteru Gliese 229 B. Pierwsza technologia obejmowała instrument GRAVITY na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, który łączy światło z czterech różnych teleskopów i umożliwia niezwykle precyzyjne pomiary odległości i rozdzielczości przestrzennej. Druga technologia wykorzystywała instrument CRIRES+, który umożliwia detekcję spektralnych sygnatur obu ciał. Dzięki tym metodom udało się odkryć, że jeden z brązowych karłów zbliża się do nas, podczas gdy drugi oddala się, co wskazuje na orbitalny taniec dwóch ciał krążących wokół siebie co 12 dni.

Odkrycie binarnej natury Gliese 229 B rodzi wiele nowych pytań o to, jak takie ściśle powiązane pary brązowych karłów powstają. Istnieją różne teorie sugerujące, że takie pary mogą powstawać w wirujących dyskach materiału otaczających młode gwiazdy. Według jednej teorii, dysk materiału fragmentuje się na dwie części, które stają się grawitacyjnie związane po bliskim spotkaniu. Biorąc pod uwagę, że Gliese 229 B jest tak blisko swojej macierzystej gwiazdy, teorie dotyczące powstawania takich par dodatkowo intrygują astronomów, ponieważ sugerują możliwość powstawania innych podobnych układów binarnych lub nawet binarnych egzoplanet, co dotąd nie było obserwowane w tak dużej skali. Możliwe jest, że te same mechanizmy działają również przy formowaniu par planet wokół innych gwiazd, otwierając nowe wymiary w badaniach układów egzoplanetarnych.

Gliese 229 B nie jest tylko pierwszym odkrytym brązowym karłem, ale teraz, po odkryciu jego binarnej natury, stał się jednym z najbardziej fascynujących obiektów w swojej klasie. Układ binarny krąży wokół wspólnego środka masy, podczas gdy cały system orbituje wokół gwiazdy M-karłowatej, która jest mniejsza i chłodniejsza od naszego Słońca co 250 lat. Ich odległość wynosi zaledwie 16 razy więcej niż odległość między Ziemią a Księżycem, co oznacza, że ciała są wyjątkowo blisko siebie i w związku z tym silnie grawitacyjnie związane. To również ważne, ponieważ takie układy binarne mogą dostarczać kluczowych danych do zrozumienia, jak formują się bardziej złożone systemy we wszechświecie.

Zgodnie z słowami Xuana, Gliese 229 B przez długi czas był uważany za wzorcowy przykład brązowego karła, ale teraz wiemy, że nasze zrozumienie było niekompletne. To odkrycie to tylko początek nowego rozdziału w badaniach obiektów subgwiazdowych. W przyszłości oczekuje się dalszych badań z wykorzystaniem zaawansowanych instrumentów, takich jak Keck Planet Imager i Characterizer (KPIC) oraz HISPEC, instrument, który jest obecnie w budowie w Caltechu i innych laboratoriach. Te instrumenty umożliwią głębszy wgląd w układy binarne i pomogą w zrozumieniu dynamiki tych skomplikowanych kosmicznych systemów.

Nowe odkrycia sugerują, że podobne układy binarne brązowych karłów lub nawet egzoplanet mogą czekać na odkrycie. Takie systemy są nie tylko fascynujące same w sobie, ale mają również głęboki wpływ na nasze zrozumienie powstawania gwiazd i planet. Biorąc pod uwagę, że brązowe karły to obiekty, które łączą cechy gwiazd i planet, ich dalsze badania mogą pomóc w zrozumieniu, jak powstają i rozwijają się systemy gwiazdowe. Układy binarne brązowych karłów, takie jak Gliese 229Ba i Gliese 229Bb, mogą dostarczyć klucza do zrozumienia formowania złożonych struktur kosmicznych i dostarczyć danych, które ulepszą naszą wiedzę o wszechświecie.

Istnienie binarnych brązowych karłów, takich jak Gliese 229Ba i Gliese 229Bb, pokazuje, jak postęp technologii umożliwia odkrywanie coraz subtelniejszych i bardziej złożonych zjawisk we wszechświecie. Te systemy są szczególnym wyzwaniem do obserwacji, ponieważ często znajdują się w bardzo małych odległościach, a ich światło jest słabe. Jednak dzięki postępom w technologii teleskopowej jesteśmy teraz w stanie badać te tajemnicze obiekty z większą precyzją niż kiedykolwiek wcześniej. Wszechświat jest pełen nieodkrytych tajemnic, a każdy nowy instrument, który zostanie opracowany, pozwala nam widzieć dalej i głębiej niż wcześniej, odkrywając złożoność i piękno kosmicznych tańców, takich jak ten między Gliese 229Ba i Gliese 229Bb. Pierwszy znany brązowy karzeł, który jest w rzeczywistości układem binarnym, otwiera drzwi do odkrycia wielu podobnych systemów i przynosi nowy entuzjazm do badania wszechświata, umożliwiając nam lepsze zrozumienie dynamiki i ewolucji obiektów subgwiazdowych oraz ich roli w procesach kosmologicznych.

Źródło: California Institute of Technology