Cum separați o stea adevărată de aspiranții stelari din Univers? După un deceniu de colectare de date, astronomul Trent Dupuy crede că, în sfârșit, are răspunsul.
Cu atât de multe obiecte cunoscute ca situându-se în acea zonă de mijloc ciudată între planetele gigantice și stelele mici, oamenii de știință s-au străduit să găsească un răspuns simplu. Ceea ce Dupuy reduce la masă.
„Masa este cea mai importantă proprietate a stelelor, deoarece dictează modul în care se va desfășura viața lor”, a explicat Dupuy, de la Universitatea din Texas, Austin, la reuniunea de vară a Societății Astronomice Americane de la începutul acestei luni.
Noi beneficiem de acest lucru aici pe Pământ, deoarece Soarele nostru se află în zona stelară Goldilocks – masa sa este exact ceea ce trebuie pentru a susține fuziunea nucleară în miezul său timp de miliarde de ani. Acest lucru a asigurat condițiile pentru ca viața să se dezvolte și să evolueze pe planeta noastră.
Dar nu totul în galaxie este atât de frumos și stabil. Stelele mai masive își consumă combustibilul nuclear mai repede, mor tinere și se sting cu o explozie violentă sub forma unei supernove.
Obiectele mai puțin masive, cum ar fi piticele maro, sunt ca niște avortoni stelare, posedând mai multă masă decât o planetă, dar nu suficientă masă pentru a fi o stea cu drepturi depline.
Denumite adesea stele eșuate, acestea sunt omniprezente în tot Universul, dar strălucirea lor extrem de slabă face ca aceste obiecte să fie dificil de studiat.
Aprobate pentru prima dată ca existând în urmă cu 50 de ani, aceste obiecte enigmatice ajută la crearea unei punți de legătură între stele și planete, dar abia mai recent astronomii au început să le studieze în detaliu.
„Când privim în sus și vedem stelele strălucind noaptea, vedem doar o parte din poveste”, explică Dupuy.
„Nu tot ceea ce ar putea fi o stea „reușește”, iar a înțelege de ce acest proces eșuează uneori este la fel de important ca și a înțelege când reușește.”
Stelele precum Soarele strălucesc ca urmare a unor reacții nucleare care transformă în mod constant rezerva de hidrogen din miezul lor în heliu.
Aceleași reacții determină cât de strălucitoare este o stea – cu cât este mai fierbinte miezul, cu atât mai intensă este reacția și, ulterior, cu atât mai strălucitoare va fi suprafața stelei. Așa cum era de așteptat, stelele mai puțin masive sunt mai puțin luminoase din cauza centrelor mai reci, care produc reacții mai lente.
Nu vă lăsați păcăliți de nume – piticele maro nu sunt întotdeauna maro. Aceste aspirante stelare sunt, de fapt, roșii când se formează, apoi devin negre pe măsură ce se sting încet, de-a lungul a trilioane de ani.
Aceasta deoarece, în ciuda faptului că depășesc chiar și cele mai mari planete, piticele maro au o masă atât de mică încât centrele lor nu sunt suficient de fierbinți pentru a susține reacții nucleare.
În anii 1960, astronomii au teoretizat că trebuie să existe o limită de masă pentru fuziune.
„Sub această limită nu există pentru a reface energia care este radiată constant în spațiu”, a explicat Dupuy în sesiunea sa de la AAS. „Obiectele cu o anumită masă sub această limită s-ar răci pur și simplu la nesfârșit.”
Studiile anterioare ale evoluției stelare au sugerat că granița dintre piticele roșii (cele mai mici stele) și piticele brune era în jur de 75 de mase Jupiter (sau aproximativ 7-8 la sută din Soare). Dar până acum, măsurătoarea sa nu a fost niciodată confirmată în mod direct.
Dupuy și Michael Lui de la Universitatea din Hawaii au petrecut ultimii 10 ani studiind 31 de perechi binare de pitice maro cu ajutorul celor mai puternice telescoape de pe Pământ – Observatorul Keck și Telescopul Canada-Franța-Hawaii, precum și cu ajutorul unor contribuții de la Hubble.
Analizând un deceniu de imagini, Dupuy și Liu au creat primul studiu pe un eșantion mare de mase de pitice maro.
Potrivit lui Dupuy, un obiect trebuie să cântărească echivalentul a 70 de Jupiteri pentru a declanșa fuziunea nucleară și a deveni o stea, ceea ce este puțin mai puțin decât s-a sugerat anterior.
Două au determinat, de asemenea, că există o limită de temperatură, orice obiect mai rece de 1.600 Kelvin (aproximativ 1.315 grade Celsius și 2.400 grade Fahrenheit) fiind clasificat ca pitică brună.
Studiul îi va ajuta pe astronomi să înțeleagă mai bine condițiile în care se formează și evoluează stelele – sau, în cazul piticilor bruni, eșuează.
De asemenea, ar putea oferi o nouă perspectivă asupra formării planetare, deoarece succesul sau eșecul formării stelelor are un impact direct asupra sistemelor stelare pe care le-ar putea produce.
Cercetarea va fi publicată într-o ediție viitoare a The Astrophysical Journal Supplement, iar un pre-print este disponibil aici.